Хімія. 11 клас

З матэрыялу § 43 і § 49 вы ўжо ведаеце аб практычным выкарыстанні сплаваў на аснове медзі на прыкладзе бронзы і латуні, а таксама якую велізарную ролю мае вытворчасць сплаваў жалеза — чыгуну і сталі для патрэб машына-, станка-, трактара-, прыбора- і суднабудавання, у будаўніцтве, вытворчасці бытавой тэхнікі і сантэхнічнага абсталявання, для чыгуначнага транспарту.

Разгледзім галіны выкарыстання іншых металаў В-груп, а таксама іх злучэнняў.

Хром. Гэты метал ужываецца ў металургіі як легіравальны кампанент пры атрыманні спецыяльных сталей і іншых сплаваў. Нержавейныя сталі з утрыманнем да 23 % хрому ўстойлівыя да карозіі і дзеяння высокіх тэмператур. Іх выкарыстоўваюць у хімічнай і нафтавай прамысловасці для вытворчасці розных апаратаў. Хромамалібдэнавыя і нікельмалібдэнавыя сталі неабходныя для вырабу брані, ствалоў гармат.

Дзякуючы бляску, устойлівасці да карозіі, зносаўстойлівасці ахоўна-дэкаратыўныя пакрыцці з хрому ўжываюць на стадыі фінішнай апрацоўкі дэталей аўтамабіляў, веласіпедаў, інструментаў, а таксама для аднаўлення зношаных дэталей машын.

Розныя храматы выкарыстоўваюць для падрыхтоўкі тканін да фарбавання. Храматы ўводзяць у састаў лакаў і фарбаў, каб надаць ім афарбоўку. Хромавыя квасцы выкарыстоўваюць для вырабу скур. Вельмі цвёрды і тугаплаўкі парашок аксіду хрому(III) Сr₂O₃ ужываюць у саставе паліравальных сродкаў, для прыгатавання фарбаў, як каталізатар у шэрагу арганічных рэакцый, як кампанент керамікі.

Марганец. Каля 90 % марганцу ўжываюць у металургіі для легіравання сталей. Ён надае сплавам каразійную ўстойлівасць, вязкасць і цвёрдасць. Напрыклад, марганцавую сталь з утрыманнем 12–15 % марганцу выкарыстоўваюць для вырабу чыгуначных рэек. Са сплаву манганіну (83 % Сu, 13 % Мn, 4 % Ni) робяць дрот для шпулек супраціўлення, бо электрычная праводнасць такога дроту амаль не мяняецца з тэмпературай.

Аксід марганцу(IV) MnO₂ ужываюць у якасці каталізатара, акісляльніку ў хімічных крыніцах току, для абясколервання шкла і ў вытворчасці запалак.

KМnO₄ выкарыстоўваецца ў якасці рэагенту ў аналітычнай хіміі. На акісляльным дзеянні перманганату калію заснавана яго выкарыстанне ў якасці знешняга прэпарату, які валодае супрацьмікробнымі ўласцівасцямі.

Серабро. З гэтага каштоўнага металу вырабляюць ювелірныя ўпрыгажэнні, сталовыя прыборы. Дзякуючы высокай электраправоднасці і ўстойлівасці да карозіі серабро ўжываюць як матэрыял кантактаў электратэхнічных вырабаў. Серабро ўваходзіць у састаў прыпою — легкаплаўкіх сплаваў з меддзю, волавам. У хімічнай прамысловасці серабро выкарыстоўваюць у якасці каталізатара ў рэакцыях акіслення, напрыклад пры вытворчасці фармальдэгіду з метанолу.

Брамід серабра(I) з дадаткамі яго хларыду ці ёдыду — асноўны кампанент галоідасярэбраных фотаматэрыялаў для запісу галаграм і вынікаў рэнтгеналагічных даследаванняў у медыцынскай дыягностыцы.

Серабро ўваходзіць у састаў некаторых медыцынскіх прэпаратаў (каларгол, пратаргол) з-за свайго бактэрыцыднага дзеяння.

Медзь. Дзякуючы выключна высокай электра- і цеплаправоднасці каля 40 % усёй здабытай медзі выкарыстоўваецца для вырабу электрычных правадоў і кабеляў, розных злучальных прылад, напрыклад пячатных плат у электрапрыборах, крэдытных картках, вырабах электроннай тэхнікі. З медзі вырабляюць награвальныя апараты.

Сплаў медзі з волавам, бронзу, дзякуючы яе каразійнай устойлівасці, устойлівасці да сцірання выкарыстоўваюць у машынабудаванні для вырабу дэталей, якія труцца, у авіяцыі, суднабудаванні, вырабе скульптур, помнікаў, хатніх прыладаў, лямпаў. З латуні, сплаву медзі з цынкам, што вылучаецца таксама каразійнай устойлівасцю, пластычнасцю, дэкаратыўным знешнім выглядам, вырабляюць дэталі машын, прыбораў і рознага абсталявання, у тым ліку сантэхнічнага, розныя трубы і змеевікі, фурнітуру, посуд, ювелірныя вырабы.

Шырока ўжываюцца сплавы медзі з нікелем (мельхіёр), медзі з марганцам і невялікім дадаткам нікелю (манганін), медзі з цынкам і нікелем (нейзільбер). Яны валодаюць устойлівасцю да атмасфернай карозіі. Мельхіёр ужываюць у судна- і апаратабудаванні, вырабе медыцынскіх інструментаў. Манганін патрэбен для вырабу электравымяральных прыбораў. Нейзільбер запатрабаваны ў вытворчасці дэталей дакладных прыбораў, медыцынскіх інструментаў.

Аксід медзі(II) CuO выкарыстоўваюць у шкляной прамысловасці для афарбоўкі шкла і эмалей, як акісляльнік у арганічным аналізе. Сульфат або хларыд медзі(II) — асноўны кампанент працэсу электрахімічнага асаджэння медных пакрыццяў. Медны купарвас выкарыстоўваюць у сельскай гаспадарцы для знішчэння шкоднікаў раслін, у медыцыне як антысептычны і вяжучы сродак для знешняга ўжывання.

Цынк. Цынкавымі пакрыццямі абараняюць вырабы са сталі ад карозіі. Цынк уваходзіць у састаў сплаваў з меддзю, алюмініем і магніем. Вялікая колькасць цынку выдаткоўваецца на выраб анодаў гальванічных элементаў.

Цынкавы купарвас ZnSО₄ ∙ 7H₂О ужываюць для фарбавання тканін, у медыцыне, для электралітычнага атрымання цынку. Аксід цынку ZnO выкарыстоўваюць у вытворчасці аўтамабільных шын, а таксама ў вырабе белай алейнай фарбы (цынкавыя бялілы).

Тытан. Гэты метал па знешнім выглядзе падобны на паліраваную сталь. Хімічна ён даволі актыўны, аднак з-за ўтварэння на яго паверхні шчыльнай аксіднай плёнкі тытан больш устойлівы да карозіі, чым нержавейная сталь. Ён таксама гарачаўстойлівы, устойлівы да дзеяння марской вады і да некаторых агрэсіўных хімічных асяроддзяў (азотная кіслата, царская гарэлка і інш.). Гэта дазваляе выкарыстоўваць яго для вырабу хімічнай апаратуры, падводных лодак.

Шчыльнасць тытану (4,5 г/см³) у 1,7 разу большая за шчыльнасць алюмінію, але тытан у 3 разы больш трывалы за алюміній. Гэта адкрывае перспектывы выкарыстання тытану ў якасці канструкцыйнага матэрыялу для рухавікоў і корпусаў лётных апаратаў.

Часта кажуць, што тытан — метал хірургаў. З яго вырабляюць трывалыя і лёгкія пратэзы і імплантаты, якія ўжыўляюцца ў арганізм чалавека. Дзякуючы трывалай аксіднай плёнцы на паверхні тытан устойлівы ў агрэсіўных асяроддзях арганізма чалавека, не выклікае алергіі, а тканкі вакол тытанавых пратэзаў і імплантатаў не запаляюцца.

Аксід тытану(IV) выкарыстоўваюць пры вырабе тугаплаўкага шкла, глазуры, эмалі, керамікі, тэрмаўстойлівага лабараторнага посуду, а таксама для прыгатавання белай алейнай фарбы — тытанавых бялілаў. Паўправадніковыя ўласцівасці дыаксіду тытану робяць магчымым яго ўжыванне ў газавых сэнсарах, у шэрагу каталітычных акісляльна-аднаўленчых працэсаў, для фотакаталітычнай ачысткі вады.

Крышталі тытанату барыю ВаТiO₃ валодаюць асаблівымі электрычнымі ўласцівасцямі, і таму з іх вырабляюць адчувальныя элементы для ультрагукавой і гідраакустычнай апаратуры.

Нікель. Гэты серабрыста-белы метал валодае ферамагнітнымі ўласцівасцямі, даволі пластычны. Кампактны нікель хімічна малаактыўны. Пры звычайных умовах пакрываецца тонкай плёнкай NiO, якая абараняе яго ад дзеяння паветра і вады. Такія ўласцівасці вызначаюць сферы ўжывання нікелю.

Нікель — важны кампанент канструкцыйных, нержавейных і гарачатрывалых сталей, уваходзіць у састаў канстантану, які выкарыстоўваецца ў прыборабудаванні. З гарачатрывалых нікелевых сплаваў, якія ўтрымліваюць да 80 % нікелю, робяць лапаткі турбін і дэталі камер згарання рэактыўных рухавікоў лётных апаратаў і многія дэталі ў атамных рэактарах. Нікель — асноўны кампанент пастаянных магнітаў.

Шырокае ўжыванне знайшлі ахоўна-дэкаратыўныя пакрыцці з нікелю і яго сплаваў з фосфарам або борам на вырабах з металаў, палімераў, шкла, керамікі. Дысперсны нікель выкарыстоўваюць як каталізатар у многіх хіміка-тэхналагічных працэсах атрымання вадароду, гідрыравання або аднаўлення вадародам арганічных злучэнняў.

Сульфат і хларыд нікелю ўжываюць у гальванатэхніцы для асаджэння нікелевых пакрыццяў.