Применение магния в металлургии. Немалую роль играет магний в металлургии. Он применяется как восстановитель в производстве некоторых ценных металлов – ванадия, хрома, титана, циркония. Применяют цветные металлы, как правило, в виде сплавов, так как в чистом виде они обладают недостаточной прочностью. Наибольшее распространение получили сплавы на основе меди, алюминия, титана, олова, магния и других металлов. В этом видео я расскажу вам о таком интересном металле, как магний и покажу несколько химических реакций с ним.
Мягкие металлы список
С некоторых пор магний входит в группу щелочноземельных металлов. В чистом виде химический элемент магний обладает плотноупакованной гексагональной кристаллической структурой. Свойство магния (в виде порошка, проволоки или ленты) — гореть белым ослепительным пламенем — широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. Свойство магния (в виде порошка, проволоки или ленты) – гореть белым ослепительным пламенем – широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. Свободный магний не ищите, Металла не найти в горе, Содержится он в магнезите (MgCO3), А магнезит – в земной коре. Возьмите магний в виде ленты. Строение электронных оболочек, электронная формула атома магния. Расположение магния в 3-м периоде указывает на наличие у металла трех электронных слоев. Один из них является внешним и содержит валентные электроны.
Магний фотографии
Это делает его одним из самых низкоплавких металлов на Земле. Теплоемкость: Магний обладает низкой теплоемкостью, что означает, что для нагревания этого металла требуется относительно небольшое количество энергии. Теплопроводность: Магний является хорошим теплопроводником. Он обладает высокой теплопроводностью, что позволяет ему быстро и эффективно передавать тепло.
Коэффициент линейного расширения: Магний обладает высоким коэффициентом линейного расширения, что означает, что при нагревании он расширяется. Это свойство может быть использовано в ряде промышленных и научных приложений. Температура возгорания: Магний является горючим материалом и может загореться при температуре около 600 градусов Цельсия.
Это делает его опасным в неконтролируемых условиях. Сверхпроводимость: При очень низких температурах магний может обладать сверхпроводимостью. Это означает, что он может проводить электрический ток без какого-либо сопротивления.
Электропроводность и магнитные свойства магния Магний является хорошим проводником электричества и обладает высокой электропроводностью. Благодаря этим свойствам, магний широко используется в электротехнике и производстве проводов и кабелей. Что касается магнитных свойств магния, то этот металл является диамагнетиком.
Это означает, что он слабо откликается на внешнее магнитное поле и не обладает сам по себе намагниченностью. При помещении магния в магнитное поле, его атомы становятся слабо, но одинаково отрицательно намагниченными. Вследствие этого, магний отталкивается от магнита и не притягивается к нему.
Однако, в присутствии определенных примесей или легировании другими элементами, магний может стать ферромагнетиком — веществом, способным сильно притягиваться к магниту. Например, добавление марганца или никеля в магний придает ему ферромагнитные свойства. Таким образом, электропроводность магния делает его важным материалом в электротехнике, а его магнитные свойства могут изменяться в зависимости от легирующих элементов.
Цветные металлы Цветные металлы или, как их еще называют, благородные металлы — это металлы с высоким уровнем химической стойкости и электропроводности. Они отличаются от черных металлов, таких как железо или сталь, своими яркими и привлекательными цветами. Одним из самых известных примеров цветных металлов является медь.
Она имеет ярко-красный цвет и используется в различных отраслях, включая электротехнику, строительство и производство украшений. Медь также является хорошим проводником электричества. Еще одним цветным металлом является алюминий.
Он имеет серебристо-белый цвет и используется в производстве автомобилей, пищевой упаковки и строительных материалов. Алюминий обладает низкой плотностью и хорошей коррозионной стойкостью. Также среди цветных металлов можно выделить свинец, который обладает серым цветом, и цинк, который имеет бело-серый цвет.
Их используют в производстве аккумуляторов, защитных покрытий и других материалов, требующих высокой степени защиты от коррозии. Цветные металлы имеют множество применений в различных сферах человеческой деятельности. Они отличаются не только своими яркими цветами, но и высокими физическими и химическими свойствами, что делает их необходимыми и востребованными материалами в промышленности и производстве.
Различия между черными и цветными металлами Черные и цветные металлы — это две основные группы металлических материалов, которые отличаются своими характеристиками и свойствами. Черные металлы, такие как железо, сталь и чугун, характеризуются своей темной, почти черной окраской. Они обладают хорошей теплопроводностью и прочностью, что делает их идеальными материалами для строительства и производства различных изделий.
Однако черные металлы склонны к коррозии, поэтому требуют постоянного ухода и обработки для предотвращения ржавчины. Цветные металлы, к которым относятся алюминий, медь, свинец и др. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и легкостью обработки, что делает их популярными материалами для электротехники, строительства и производства украшений.
Кроме того, цветные металлы обычно имеют высокую пластичность, что позволяет легко формировать из них различные изделия и детали.
О температуре плавления Необходимо помнить: алюминий очень легко поддается литью и начинает превращаться в жидкую субстанцию уже при температуре в 660 градусов. Для того чтобы понять, что этот показатель довольно низкий, достаточно сравнить его с температурами плавления других металлов, которые также нередко используются для изготовления тех или иных, нужных в обиходе предметов. Но все же, хоть температура плавления алюминия по Цельсию и не слишком высока по сравнению со многими другими металлами, достичь 600 градусов в домашних условиях с использованием обыкновенной газовой или электрической плиты довольно трудно. Уменьшение температуры Прежде чем подвергать металл плавлению, можно специальными методами уменьшить его температуру плавления, например, использовать в виде порошка.
В этом случае он начнет плавиться чуть быстрее. Но при этом он становится опасным, так как взаимодействуя с атмосферным кислородом, может окислиться или воспламениться. А в результате окисления, как мы помним из школьного курса химии, образуется оксид алюминия; и температура, при которой начинает плавиться это вещество, уже превышает две тысячи градусов. Вообще избежать образования оксида не получится, если заниматься плавлением алюминия, но уменьшить количество лишнего вещества вполне возможно. При плавлении алюминия нужно не допускать попадания в вещество воды.
Ведь если это случится, то произойдет взрыв. Перед началом процесса нужно убедиться в том, что сырье является абсолютно сухим. Чаще всего в качестве исходного материала применяется алюминиевая проволока. Предварительно ее нужно с помощью ножниц разделить на множество мелких по длине кусочков. А для того, чтобы уменьшить площадь контакта с содержащимся в атмосфере кислородом, эти кусочки прессуются пассатижами.
Не всегда есть необходимость создать алюминиевое изделие высокого качества, поэтому вовсе не обязательно всегда использовать порошок или мелко нарезанную и плотно сдавленную проволоку. Можно взять любой предмет, который уже был использован, например, банку, в которой хранились консервы. Но перед плавкой нужно лишить ее нижнего шва или обрезать профиль. Полученное сырье может быть окрашено или испачкано. Не нужно об этом беспокоиться.
Все, что имеется лишнее на поверхности, быстро отходит в виде шлаков. Температура плавления чистого алюминия Плавление алюминия, как и других веществ, происходит при подводе к нему тепловой энергии, снаружи или непосредственно в его объём, как это происходит, например, при индукционном нагреве. Температура плавления металлов Металлы и неметаллы Любой кусок металла, например, алюминия, содержит миллионы отдельных кристаллов, которые называются зернами. Каждое зерно имеет свою уникальную ориентацию атомной решетки, но все вместе зерна ориентированы внутри этого куска случайным образом. Такая структура называется поликристаллической.
Аморфные материалы, например, стекло, отличаются от кристаллических материалов, например, алюминия, по двум важным отличиям, которые связаны друг с другом: отсутствие дальнего порядка молекулярной структуры различия в характере плавления и термического расширения. Различие молекулярной структуры можно видеть на рисунке 1. Слева показана плотно упакованная и упорядоченная кристаллическая структура. Аморфный материал показан справа: менее плотная структура со случайным расположением атомов. Рисунок 1 — Структура кристаллических а и аморфных б материалов.
Кристаллическая структура: упорядоченная, повторяющаяся и плотная, аморфная структура — более свободно упакованная с беспорядочным расположением атомов. Плавление металлов Это различие в структуре проявляется при плавлении металлов, в том числе, плавлении алюминия различной чистоты и его сплавов. Менее плотно упакованные атомы дают увеличение объема снижение плотности по сравнению с тем же металлом в твердом кристаллическом состоянии. Металлы при плавлении испытывают увеличение объема. У чистых металлов это объемное изменение происходит весьма резко и при постоянной температуре — температуре плавления, как это показано на рисунке 2.
Это изменение представляет собой разрыв между наклонными линиями по обе стороны от точки плавления. Обе эти наклонные линии характеризуют температурное расширение металла, которое обычно является различным в жидком и твердом состоянии. Рисунок 2 — Характерное изменение объема чистого металла по сравнению с изменением объема аморфного материала [4]: Tg — температура стеклования перехода жидкого состояния в твердое ; Tm — температура плавления Теплота плавления С этим резким увеличением объема при переходе металла из твердого состояния в жидкое связано определенное количество тепла, которое называется скрытой теплотой плавления. Это тепло заставляет атомы терять плотную и упорядоченное кристаллическую структуру. Этот процесс является обратимым, он работает в обоих направлениях — и при нагреве, и при охлаждении.
Равновесная температура плавления Как было показано выше, чистые кристаллические вещества, например, чистые металлы, имеют характерную температуру плавления, которую часто называют «точкой плавления». При этой температуре это чистое твердое кристаллическое вещество плавится и становится жидкостью. Жидкости имеют характерную температуру, при которой они превращаются в твердое вещество. Эту температуру называют температурой затвердевания или точкой затвердевания.
В основном для строительных целей применяют низколегированные и углеродистые стали обыкновенного качества. С увеличением содержания углерода повышается твердость, прочность, улучшается обработка резанием, но снижается пластичность и ухудшается свариваемость. Благодаря меди повышается стойкость к атмосферной коррозии. Поставка строительных сталей с разделением по механическим свойствам в виде листов разной толщины и сортового проката. Цветные металлы и сплавы Общие сведения. Объясняется это их небольшим содержанием в земной коре, малым содержанием в рудах, сложностью производства, а, следовательно, и высокой стоимостью.
Однако, несмотря на более высокую стоимость и сложность производства, они находят достаточно широкое применение в изготовлении металлических конструкций, различных декоративных элементов, облицовочных панелей, дверей, оконных рам, кровельных материалов, труб и других изделий. И всё это благодаря их уникальным физико-химическим и механическим свойствам. Цветные металлы обладают большой пластичностью, малой твёрдостью, имеют широкий диапазон температур плавления. К лёгким металлам относят магний, алюминий, титан, бериллий, к тяжёлым — медь, свинец, олово, никель. Из группы цветных металлов выделяют также легкоплавкие и тугоплавкие металлы. Четкой границы между тугоплавкими и легкоплавкими металлами нет. К легкоплавким металлам относят олово, свинец, цинк, кадмий, висмут. Некоторые из них используют для приготовления припоев различных составов и назначения. К тугоплавким металлам относят хром, титан, молибден и др. Их используют главным образом в качестве легирующих добавок.
Применяют цветные металлы, как правило, в виде сплавов, так как в чистом виде они обладают недостаточной прочностью. Наибольшее распространение получили сплавы на основе меди, алюминия, титана, олова, магния и других металлов. В природе алюминия в самородном виде нет. Встречается только в виде соединений. Процесс получения алюминия является довольно сложным, энергоёмким и включает: получение из бокситов вначале глинозёма, а затем восстановление из раствора глинозёма электролизом в расплавленном криолите металлического алюминия. Образующийся в результате электролиза жидкий алюминий собирается на дне ванны под слоем электролита. Его называют алюминием-сырцом. Он содержит в своём составе металлические и неметаллические примеси, а также газы. Поэтому алюминийсырец рафинируют. После рафинирования образуется технически чистый алюминий, называемый первичным.
Расплавленный металл разливается в определенные формы и отправляется в прокатное производство. Выпускается в виде заготовок, отливок, чушек, слитков, катанки, ленты и других изделий. Примеси оказывают существенное влияние на электрические и технологические свойства алюминия, его коррозионную стойкость. Алюминий представляет собой серебристо-белый лёгкий металл с высокой тепло- и электропроводностью, хорошей коррозионной стойкостью в атмосфере и во многих агрессивных средах. По электропроводности он занимает третье место после серебра и меди. Чем чище алюминий, тем выше его электропроводность и коррозионная стойкость. На воздухе алюминий покрывается тонкой прочной беспористой плёнкой оксида алюминия Аl2O3 толщиной примерно 10 нм, защищающей металл от дальнейшего 32 окисления и обусловливающей его высокую коррозионную стойкость. Однако в щелочных средах и некоторых неорганических кислотах алюминий быстро разрушается. Алюминий обладает высокой технологической пластичностью, сваривается, полируется, но относительно плохо обрабатывается резанием из-за высокой вязкости и налипания металла на инструмент. Вместе с тем он хорошо обрабатывается давлением, поэтому применяется для изготовления тонких листов, проката, в том числе и фольги различного назначения.
При холодной пластической деформации прокатка, волочение в результате наклёпа получают твёрдый алюминий АТ , который имеет повышенные механические характеристики прочность, твёрдость , но при этом снижается относительное удлинение. В чистом виде алюминий применяют для изготовления фольги, порошка, проволоки. Алюминиевую фольгу альфоль в строительстве применяют в качестве эффективного утеплителя для отражения тепловых лучей или декоративного материала, порошок — в качестве наполнителя пигмента в лакокрасочных составах или газообразователя при изготовлении ячеистых бетонов, проволоку — для сварки конструкций и т. Общая характеристика алюминиевых сплавов Как железо, так и алюминий в строительстве редко используются в чистом виде. Наибольшее применение находят алюминиевые сплавы. Алюминиевые сплавы сочетают в себе, как правило, лучшие свойства чистого алюминия и повышенные прочностные и эксплуатационно-технологические характеристики легирующих добавок. Например, сплавы с магнием или цинком после термической обработки приобретают прочность, сравнимую с прочностью конструкционной стали с низким содержанием углерода. При этом такой сплав в 2,9 раза легче стали. Недостатком алюминиевых сплавов являются сравнительно низкий модуль упругости почти в три раза меньше, чем модуль упругости стали , высокий коэффициент линейного расширения и относительная сложность соединения элементов конструкций. Алюминиевые сплавы классифицируют по составу, технологии получения заготовок, способности к термической обработке и основным потребительским свойствам.
В зависимости от состава различают силумины Al — Si , магналии Al — Mg , дюралюмины Al — Cu — Mg , авиали Al — Mg — Si и более сложные многокомпонентные с улучшенными свойствами — высокопрочные, жаропрочные, коррозионностойкие и др. По технологическому признаку способу изготовления все алюминиевые сплавы делят на деформируемые имеющие высокую пластичность в нагретом состоянии и обрабатываемые давлением — методом горячей или холодной деформации дюралюмины и литейные имеющие хорошую жидкотекучесть , применяемые для отливки изделий силумины. Для получения деформируемых сплавов в алюминий вводят в основном растворимые в нем легирующие элементы в количестве, не превышающем предел их растворимости при высокой температуре. Такими легирующими элементами в различных деформируемых сплавах являются медь, магний, марганец и цинк. Кроме того, в сравнительно небольших количествах вводят кремний, железо, никель и др. Наиболее распространенными литейными сплавами являются составы с кремнием или магнием силумины или магналии. Как деформируемые, так и литейные алюминиевые сплавы ГОСТ 4784 подразделяют на термически не упрочняемые и термически и механически упрочняемые. Механическое упрочнение нагартовка, наклеп производится обжатием сплава в холодном состоянии. В зависимости от назначения и требований в отношении физико-механических, технологических и других свойств их разделяют на сплавы высокой, средней и малой прочности, свариваемые, заклепочные, декоративные и другие. Они подразделяются также по системам, в которых основные легирующие элементы будут определять типичные для данной системы физические и химические свойства.
В строительстве применяются деформируемые термически упрочняемые и неупрочняемые и литейные, как термически упрочняемые, так и термически не упрочняемые алюминиевые сплавы ТКП EN 1999-1 Еврокод 9. Однако в строительных конструкциях применяют в основном деформируемые сплавы системы алюминий-магнийкремний и другие. Деформируемые сплавы системы алюминий-магний-кремний наряду с хорошей пластичностью обладают такими свойствами, как высокая коррозионная стойкость, технологичность, способность подвергаться цветному анодированию и эмалированию и др. Это класс сплавов системы «алюминий — медь — магний». Однако метод изготовления дюраля заключается не только в специфическом подборе компонентов, но и в технологии его изготовления — механизме искусственного или естественного старения с помощью закалки. В результате сплав приобретает высокий уровень свойств при небольшой плотности. Дюралюмины характеризуются сочетанием высокой прочности и пластичности, хорошо деформируются в горячем и холодном состояниях. Твёрдость и прочность их примерно такая же, как и у сталей обыкновенного качества. Однако при близких значениях прочности коэффициент конструктивного качества у дюралюминов значительно выше. Такие сплавы называются супердюралюмины.
Дюралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием в закалённом и состаренном состояниях и плохо в отожжённом, хорошо свариваются точечной сваркой и не свариваются сваркой плавлением из-за образования трещин. Наиболее известны сплавы Д1, Д16, Д18, Д19 и др. Например, сплав Д16 используется в строительных конструкциях средней и повышенной прочности. Недостатком дюралюминов является их пониженная коррозионная стойкость. Для защиты от коррозии дюралюмины плакируют чистым алюминием, подвергают электрохимическому оксидированию либо естественному старению. Название произошло от наличия в составе химического элемента Si.
Тяжелые металлы Окисленные свинцовые конкреции и кубик размером 1 см3 Примеры: железо, медь, кобальт, галлий, олово, золото, платина. Они, как правило, менее реактивны и содержат гораздо меньше растворимых сульфидов и гидроксидов, чем более легкие металлы.
Эти металлы редки в земной коре, но они присутствуют в различных аспектах современной жизни. Они используются в солнечных батареях, сотовых телефонах, транспортных средствах, антисептиках и ускорителях частиц. Тяжелые металлы часто смешиваются в окружающей среде из-за промышленной деятельности, ухудшая качество почвы, воды и воздуха, а затем вызывая проблемы со здоровьем у животных и растений. Выбросы транспортных средств, горнодобывающие и промышленные отходы, удобрения, свинцово-кислотные батареи и микропластики , плавающие в океанах, являются одними из наиболее распространенных источников тяжелых металлов в этом контексте. Белый металл Подшипники из белого металла Примеры: Обычно изготавливается из олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, цинка. Белые металлы - это различные светлые сплавы, используемые в качестве основы для украшений или изделий из серебра. Например, многие сплавы на основе олова или свинца используются в ювелирных изделиях и подшипниках. Белый металлический сплав изготавливается путем объединения определенных металлов в фиксированных пропорциях в соответствии с требованиями конечного продукта.
Основной металл для ювелирных изделий, например, формуется, охлаждается, экстрагируется, а затем полируется, чтобы придать ему точную форму и блестящий вид. Они также используются для изготовления тяжелых подшипников общего назначения, подшипников внутреннего сгорания среднего размера и электрических машин. Хрупкий металл Хрупкое разрушение чугуна Примеры: сплавы углеродистой стали, чугуна и инструментальной стали. Металл считается хрупким, если он твердый, но не может противостоять ударам или вибрации под нагрузкой. Такие металлы под воздействием напряжения ломаются без заметной пластической деформации. Они имеют низкую прочность на разрыв и часто издают щелкающий звук при поломке. Многие стальные сплавы становятся хрупкими при низких температурах, в зависимости от их обработки и состава. Чугун, например, твердый, но хрупкий из-за высокого содержания углерода.
Напротив, керамика и стекло гораздо более хрупки, чем металлы, из-за их ионных связей. Галлий, висмут, хром, марганец и бериллий также хрупки. Они часто используются в различных гражданских и военных целях, связанных с высокими деформационными нагрузками. Чугун, устойчивый к повреждениям в результате окисления, используется в машинах, трубах и деталях автомобильной промышленности, таких как корпуса коробок передач и головки цилиндров. Тугоплавкий металл Микроскопическое изображение вольфрамовой нити в лампе накаливания Примеры: молибден, вольфрам, тантал, рений, ниобий. Они являются хорошими проводниками тепла и электричества и имеют высокую плотность. Другой ключевой характеристикой является их термостойкость: они не расширяются и не растрескиваются при многократном нагревании и охлаждении. Однако они могут деформироваться при высоких нагрузках и окисляться при высоких температурах.
Благодаря своей прочности и твердости они идеально подходят для сверления и резки. Карбиды и сплавы тугоплавких металлов используются почти во всех отраслях промышленности, включая горнодобывающую, автомобильную, аэрокосмическую, химическую и ядерную. Металлический вольфрам, например, используется в ламповых нитях. Сплавы рения используются в гироскопах и ядерных реакторах. А ниобиевые сплавы используются для форсунок жидкостных ракетных двигателей. Черные и цветные металлы Валы-шестерни из черной нержавеющей стали Черные металлы: Сталь, чугун, сплавы железа. Цветные металлы: Медь, алюминий, свинец, цинк, серебро, золото. Термин "железо" происходит от латинского слова "Ferrum", что переводится как "железо".
Таким образом, термин "черный металл" обычно означает "содержащий железо", тогда как "цветной металл" означает металлы и сплавы, которые не содержат достаточного количества железа. Поскольку черные металлы могут иметь широкий спектр легирующих элементов, которые значительно изменяют их характеристики, очень трудно поместить свойства всех черных металлов под один зонт.
Магний — важный металл для промышленности и жизни человека
Помимо эффективного измельчения зерна он оказывает рафинирующее действие, очищая сплавы от вредных примесей Fe и Si. Кроме того, цирконий связывает водород, препятствуя тем самым развитию пористости и повышая коррозионную стойкость магниевых сплавов. Марганец используется как основной легирующий элемент в деформируемых магниевых сплавах. Он не образует с магнием промежуточных соединений см. Однако сплавы систем Mg—Mn термической обработкой не упрочняются из-за невысокой концентрации марганца в твердом растворе и недостаточной дисперсности выделений фазы Mn. Основная цель легирования магния марганцем — улучшение коррозионной стойкости и свариваемости. Повышение коррозионной стойкости объясняется образованием нерастворимых в расплаве соединений марганца с железом, которые при плавке оседают на дно тигля из-за большей их плотности, и тем самым нейтрализуется вредное влияние железа. Некоторые магниевые сплавы приготавливают из чистейшего магния, что приводит к повышению пластичности и коррозионной стойкости. Например, используют литейные сплавы МЛ4пч пч — повышенная чистота сплава. Сплав МЛ5 применяют также для общего назначения, в этом случае его маркируют МЛ5он.
Редкоземельные металлы РЗМ образуют с магнием химические соединения, которые повышают жаропрочность и технологические свойства, а также позволяют снизить окисляемость сплавов в жидком и твердом состояниях. Высокая жаропрочность сплавов с РЗМ объясняется с высокой дисперсностью продуктов распада при старении. В частности, лантан способствует увеличению механических свойств при комнатной и повышенных температурах. Кадмий обладает неограниченной растворимостью в твердом магнии. Он повышает технологическую пластичность сплавов, обеспечивая условия для более высоких степеней деформации, что приводит к повышению механических свойств. Несмотря на то, что в последние годы увеличен спрос и расширены области применения магниевых сплавов, современной литературы на данную тему, особенно отечественной, недостаточно.
Это и кислород, и фисфор, и сера, и многие другие. Сначала рассмотрим взаимодействие с оксигеном. Оно называется горением.
При этом образуется оксид данного металла. Если сжечь два моля магния, потратив при этом один моль кислорода, получим два моля оксида. Кроме того, при горении магния на открытом воздухе образуется также его нитрид, так как данный металл параллельно реагирует с азотом, содержащимся в атмосфере. При сжигании трех молей магния тратится один моль нитрогена, и в результате получаем один моль нитрида рассматриваемого металла. Кроме того, магний способен реагировать и с другими простыми веществами, такими как галогены. Взаимодействие с ними происходит только при условии нагревания компонентов до очень высоких температур. В таком случае происходит реакция присоединения. К галогенам относятся такие простые вещества: хлор, йод, бром, фтор. И реакции называются соответствующе: хлорирование, йодирование, бромирование, фторирование.
Как уже можно было догадаться, в результате таких взаимодействий можно получить хлорид, йодид, бромид, фторид магния. К примеру, если взять один моль магния и столько же йода, получим один моль йодида данного металла. По такому же принципу проводится и хлорирование. Кроме этого, металлы, в том числе и магний, реагируют с фосфором и серой. В первом случае можно получить фосфид, во втором — сульфид не путать с фосфатами и сульфатами! Если взять три моля магния, добавить к нему два моля фосфора и разогреть до нужной температуры, образуется один моль фосфида рассматриваемого металла. Точно так же, если смешать магний и серу в одинаковых молярных пропорциях и создать необходимые условия в виде высокой температуры, получим сульфид данного металла. Вот мы и рассмотрели реакции этого металла с другими простыми веществами. Но химическая характеристика магния на этом не заканчивается.
Реакции со сложными соединениями К таким веществам относятся вода, соли, кислоты. С разными группами химических веществ металлы реагируют по-разному. Рассмотрим все по порядку. Магний и вода При взаимодействии данного металла с самым распространенным химическим соединением на Земле образуется оксид и водород в виде газа с резким неприятным запахом. Для проведения такого рода реакции компоненты также нужно нагреть. Если смешать по одному молю магния и воды, получим по столько же оксида и водорода. Взаимодействие с кислотами Как и другие химически активные металлы, магний способен вытеснять атомы гидрогена из их соединений. Такого рода процессы называются реакциями замещения. В таких случаях происходит замена атомами металлов атомов гидрогена и формирование соли, состоящей из магния или другого элемента и кислотного осадка.
Например, если взять один моль магния и добавить его к соляной кислоте в количестве два моля, образуется один моль хлорида рассматриваемого металла и столько же водорода. В данном случае взаимодействие может произойти, только если металл, входящий в состав соли, менее активен, чем магний. К примеру, если взять по одному молю магния и сульфата меди, получим сульфат рассматриваемого металла и чистую медь в равном молярном соотношении. Здесь проявляются восстановительные свойства магния. Применение данного металла Благодаря тому что он по многим параметрам превосходит алюминий — легче его приблизительно в три раза, но при этом в два раза прочнее, он получил широкое распространение в различных отраслях промышленности. В первую очередь это авиастроение. Здесь сплавы на основе магния занимают первое место по популярности среди всех используемых материалов. Кроме того, он используется в химической промышленности в качестве восстановителя для добывания некоторых металлов из их соединений. Благодаря тому что при горении магний образует очень мощную вспышку, его используют в военной промышленности для изготовления сигнальных ракет, светошумовых боеприпасов и др.
Получение магния В основном сырьем для этого служит хлорид рассматриваемого металла. Делается это путем электролиза. Качественная реакция на катионы данного металла Это специальная процедура, предназначенная для того, чтобы определить присутствие ионов какого-либо вещества. Чтобы протестировать раствор на наличие соединений магния, можно добавить к нему карбонат калия или натрия. В результате образуется белый осадок, который легко растворяется в кислотах. Где этот металл можно найти в природе? Данный химический элемент является довольно распространенным в природе.
Связывая водород, цирконий также способствует уменьшению пористости и зернистости отливок. Введение лития в некоторые составы позволяет получить магниевые сплавы с рекордно малой плотностью — в 2 раза меньшей, чем у алюминия, с сохранением высокой прочности и легкости механической обработки. Данные сплавы наиболее широко используются в аэрокосмической промышленности, где снижение общего веса конструкции увеличивает массу полезной нагрузки.
Некоторые металлы, напротив, нежелательны даже в малых количествах. Так, примеси железа или никеля даже в объеме тысячных долей процента резко снижают коррозионную стойкость сплава. Растворенный водород увеличивает пористость материала, вызывает увеличение зерен, снижая, таким образом, прочность изделия. Основные разновидности сплавов магния Магниевые сплавы различаются технологией изготовления. В соответствии с этим, для всех составов с магнием принята следующая классификация: литейные сплавы магния, которые отличаются высокими литейными свойствами; деформируемые сплавы, легко поддающиеся механической обработке ковкой прессовкой Химический состав добавок подобран таким образом, чтобы минимизировать последующую обработку литейных сплавов и увеличить способность к обработке у деформируемых. Внутри каждой из групп материалы разделяются по своим свойствам, способу литья, методам обработки прессование, ковка, штамповка и прокат. Каждая из двух перечисленных групп включает в себя составы с различной прочностью, жаростойкостью, химической стойкостью, а также с различной способностью к свариванию. Литейные сплавы производятся в большинстве на основе системы Mg — Al — Zn, которая представляет собой твердый раствор алюминия и цинка в магнии. Наилучшими литейными свойствами обладают такие виды растворов, как марки МЛ4 — МЛ6. Данные сплавы обладают высокой текучестью, малой усадкой и не склонны к образованию раковин.
Такие характеристики позволяют применять указанные марки при точном литье заготовок любых форм и габаритов. В основе состава система Mg — Zn с добавкой циркония. Кроме жаропрочности, данные сплавы хорошо выдерживают статические и усталостные нагрузки.
Оказалось, что магниевые эффекты бишофита в первую очередь проявляются при транскутанном через кожу применении в лечении патологии опорно-двигательного аппарата. Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь — позвоночника и суставов, последствий травм, нервной и сердечно-сосудистой систем. Магниевый порошок с окисляющими добавками нитрат бария, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия и т. Магниево-серные батареи являются одними из самых перспективных, теоретически превосходя ёмкость ионно-литиевых, однако пока эта технология находится на стадии лабораторных исследований в силу непреодолённости некоторых технических препятствий.
История открытия[править править код] В 1696 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари назвали её «горькой солью», а также «английской» или «эпсомской солью». Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита. В 1792 году Антон фон Рупрехт выделил из белой магнезии восстановлением углём неизвестный металл, названный им австрием. Позже было установлено, что «австрий » представляет собой магний крайне низкой степени чистоты, поскольку исходное вещество было сильно загрязнено железом. В 1809 г. В России с 1831 года принято название «магний».
В 1829 г. Бюсси получил магний, восстанавливая его расплавленный хлорид металлическим калием. В 1830 г. Фарадей получил магний электролизом расплавленного хлорида магния. Магниевые «нобели»: реактив Гриньяра Неорганические соединения магния хорошо известны. О некоторых всевозможных магнезиях мы уже рассказали. Среди самых важных минералов магния нужно назвать доломит карбонаты кальция и магния , бишофит водный хлорид магния , брусит гидроксид магния.
Иногда среди минералов магния называют… морскую воду. Рассказывая об них, не нужно забывать, что органическая химия этого металла принесла исследователям четыре можно сказать, что и пять с половиной Нобелевские премии. Но, конечно, самый главный «магниевый нобель» был вручен в 1912 году Виктору Гриньяру. Виктор Гриньяр Гриньяр получил высшее физическое образование и собирался работать школьным учителем. Но завалил экзамены на лицензию, «сходил» в армию… А когда вернулся, ему встретился школьный приятель, Луи Руссе, уже ставший учителем химии. Он и убедил Гриньяра, что химия — это круто. Руссе рассказал другу, что открылась вакансия ассистента химического факультета на кафедре профессора Филиппа Барбье.
Виктор поспешил занять эту вакансию. Впрочем, поначалу Гриньяру казалось, что вся химия — это эмпирическая наука, бессистемная и требующая огромного количества памяти благодаря учителям химии подавляющее большинство современных школьников именно так и считает , однако потом внутренняя структура науки начала проступать, и наш герой начал показывать выдающиеся успехи. Барбье был очень хорошим ученым и сильной личностью и умел ценить таких же. Он быстро начал привлекать ассистента кафедры к исследованиям и в 1900 году попросил его попробовать еще раз сделать работы по металлоорганической химии, в которых у него уже несколько лет наблюдались трудности. Чем занимался Барбье? Он пытался усовершенствовать реакцию Зайцева — присоединение к углероду при кетоновой группе цинкорганических соединений с образованием третичных спиртов и новой связи «углерод — углерод». В те годы вообще единственными металлоорганическими соединениями органическими веществами, в которых присутствует связь «углерод-металл» была цинкорганика.
За одним единственным исключением.
Магний и его сплавы
Магний Кларк — 1,95% (19,5 кг / т). Это один из самых распространенных элементов земной коры. Большое количество магния содержится в морской воде в виде солевого раствора. Магний – металл светло-серого цвета с температурой плавления 650оС, имеет плотность 1,74 г/см3, легко воспламеняется на воздухе. Магний в виде чистого металла, а так же его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства очень мощных резервных электрических батарей (например магний-перхлоратный элемент, серно-магниевый элемент, хлористосвинцово-магниевый.
МАГНИЙ — огненный металл
Используют магний и в земледелии, практически все виды почвы, где имеется растительность содержат этот элемент. Также следует отметить участие Mg в фотосинтезе растений. Магний металлический цена за килограмм. Металлический магний — сильный восстановитель, применяется в промышленности для восстановления титана до металла из тетрахлорида титана и металлического урана из его тетрафторида. 410* Молярная теплоемкость магния согласно [3] составляет 24,90 Дж/(K·моль). Химические свойства. Все стабильные соединения элемента имеют валентность равную двум, а электронная формула магния или схематичное строение его атома имеет вид: 1s2 2s2 2p6 3s2. Магний – цветной металл, который обладает рядом уникальных характеристик. Он получил свое название от греческого слова «магния», означающего слабительное действие, поскольку в древности магний использовался как лекарственное средство. Свойства магния. Магний-металл серебристо-белого цвета. Он не имеет полиморфных превращений и кристаллизуется в плотноупакованной гексагональной решетке.
118 элементов. Глава 12: самый фотографический металл
| Магниевые сплавы: маркировка, свойства, применение | Магний отлично горит. Однако, в обычных ситуациях металл защищён специальной оксидной пленкой, которая предохраняет магний от реакции с кислородом. При нагревании оксидная пленка исчезает и происходит реакция магния с кислородом. |
| Магний. Характеристика металла магния – его применения, свойства и цена | Для произ-ва магния используют гл. образом магнезит, доломит и карналлит. Большие запасы магний в виде хлористых солей содержатся в морской и соленой воде озер. Земная кора состоит в общей сложности из 2 процентов элемента магния. |
| Магниевые сплавы: литейные и деформируемые. Применение, свойства, маркировка | Фторид магния (МgF2) в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы). Благодаря своей способности гореть на воздухе с выделением большого количества света применялся в фотоделе в качестве вспышки до изобретения электрических ламп-вспышек. |
| Магний: свойства, применение и потенциальные риски связанные с его токсичностью | Гидроксид магния является мягким основанием, которое в виде водного раствора (магнезиальное молоко) широко используется для снижения кислотности желудочного сока. |
| Магний: свойства и возможности самого активного конструкционного металла | Из этих разновидностей металлы разделяются еще на несколько больших групп, в зависимости от их свойств. |
Распространение магния в природе и его промышленное извлечение.
- 118 элементов. Глава 12: самый фотографический металл -
- 10 важных типов магния и их преимущества
- Сплавы на основе магния
- История открытия
- Мягкие металлы список -