Slaid 1

Metallid.

Slaid 2

Vase asukoht keemiliste elementide perioodilisuse tabelis ja aatomi ehitus.
Vask on I rühma teisese alarühma (rühm IB) element.

Slaid 3

Looduses olemine.
Vask esineb looduses peamiselt seotud kujul ja on osa järgmistest mineraalidest: vase läige Cu2S ja malahhiit CuCO3 Cu(OH)2

Slaid 4

Looduses olemine.
Cuprite Cu2O
Vaskpüriit CuFeS2

Slaid 5

Vase saamine.
Vase saamise protsess on väga keeruline. Selleks sobivad kõige paremini oksiidid. Värvilises metallurgias koksi ja süsinikoksiidi (II) abil saadakse vask kupriit Cu2O-st.

Slaid 6

Füüsikalised omadused.
Vask on kuldroosa plastiline metall, mis õhu käes kattub kiiresti oksiidkilega, mis annab sellele iseloomuliku intensiivse kollakaspunase tooni. Õhukesed vasekiled on valguse käes rohekassinise värvusega.

Slaid 7

Sulamistemperatuur 1083 ºС. Suurepärane elektrivoolujuht (hõbeda järel ainult teisel kohal).

Slaid 8

Keemilised omadused.
Koostoime mittemetallidega Hapnikuga moodustab vask sõltuvalt interaktsiooni temperatuurist kaks oksiidi: temperatuuril 400–500°C tekib kahevalentne vaskoksiid: 2Cu + O2 = 2CuO; temperatuuril üle 1000°C saadakse vask(I)oksiid: 4Cu + O2 = 2Cu2O.

Slaid 9

Fluoriga kuumutamisel tekivad kloor, broom, vask(II)halogeniidid: Cu + Br2 = CuBr2; joodiga – tekib vask(I)jodiid: 2Cu + I2 = 2CuI. Vask ei reageeri vesiniku, lämmastiku, süsiniku ja räniga.

Slaid 10

Koostoime hapetega.
Metallide elektrokeemilises pingereas paikneb vask pärast vesinikku, mistõttu see ei interakteeru lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhapete ning leeliste lahustega.

Slaid 11

Lahustub lahjendatud lämmastikhappes, moodustades vask(II)nitraadi ja lämmastik(II)oksiidi: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Reageerib väävel- ja lämmastikhappe kontsentreeritud lahustega, moodustades vase (II) soolad ja happe redutseerimisproduktid: Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O; Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O. Vask reageerib kontsentreeritud vesinikkloriidhappega, moodustades vesiniktriklorokupraati (II): Cu + 3HCl = H + H2.

Slaid 12

Taastavad omadused.
Vask oksüdeeritakse lämmastikoksiidi (IV) ja raudkloriidi (III) toimel: 2Cu + NO2 = Cu2O + NO; Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.

Slaid 13

Rakendus.
Puhast vaske (99,9% Cu) kasutatakse elektritööstuses elektrijuhtmete, kaablite ja soojusvahetite valmistamisel.

Slaid 14

Vasktraati kasutatakse laialdaselt elektrotehnikas ja energeetikas, telekommunikatsioonitööstuses, laevaehituses ja autotööstuses, seda kasutatakse elektrikaablite, juhtmete, mähiste, sädesüüteklemmide, sulavate ohutusseadmete tootmiseks;

Slaid 15

Vaske kasutavad sulamid on laialdaselt kasutusel erinevates tehnikavaldkondades, millest levinumad on eespool mainitud pronks ja messing. Näiteks nn kahurimetalli koostises, mis 16.-18. kasutati tegelikult suurtükirelvade valmistamiseks, kaasatud on kõik kolm peamist metalli - vask, tina, tsink. Tänapäeval kasutatakse seda suure plastilisuse tõttu sõjaväes relvakorpustest. Vase-nikli sulameid kasutatakse väikeste vahetusmüntide vermimiseks. Vase-nikli sulamid, sealhulgas nn. Admiraliteedi sulamit kasutatakse laialdaselt laevaehituses ja rakendustes, mis on seotud selle eeskujuliku korrosioonikindluse tõttu agressiivse kokkupuute võimalusega mereveega.

Sissejuhatus. Juhtus nii, et ühes alarühmas olid vask, hõbe ja kuld: tsivilisatsiooniga samaaegsed elemendid. Kõik need eri aegadel toimisid kui ülim väärtuste ehk teisisõnu raha mõõdupuu. Neid metalle kasutati relvade sepistamiseks, majapidamisriistade ja ehete valmistamiseks. Tänapäeval on vask, hõbe ja kuld tehnoloogia arengus. Füüsik tõstab esile nende ületamatu soojus- ja elektrijuhtivuse. Skulptor paneb tähele plastilisust ja ilusat välimust. Juveliir ja rahapaja on talle toeks ning keemik mäletab kindlasti nende metallide õilsat inertsust ja kõrget korrosioonikindlust. Vaarao Tutanhamoni kuldne mask. Siberist leitud kullatükk "Mephistopheles" kaaluga 20,25 g. Teemantide fond. Moskva. Hõbedane Monomakhi müts. Bostock, 13. sajandi lõpp, 14. sajandi algus. Kauss. Vana-Vene Tšernigov, XII sajand. hõbedane; sepistamine, nikerdamine. See kuulus Tšernigovi vürstile Vladimir Davõdovitšile.

Vase ajalugu. Vask on tuntud iidsetest aegadest ja on üks "suurepärasest seitsmest" inimkonna vanimatest metallidest - kuld, hõbe, vask, raud, tina, plii ja elavhõbe. Arheoloogiliste andmete järgi tundsid vaske inimesed juba 600 aastat tagasi. See osutus esimeseks metalliks, mis iidse inimese jaoks primitiivsetes tööriistades kivi asendas. Sellest sai alguse nn. vaseaeg, mis kestis umbes 2000 aastat. Vasest sepistati kirved, noad, nuid ja majapidamistarbed ning seejärel sulatati. Legendi järgi sepis iidne seppjumal Hephaestus võitmatule Achilleusele puhtast vasest kilbi. Cheopsi 147-meetrise püramiidi kivid. Fresko Pompeist: Hephaestus näitab Thetisele Achilleuse jaoks tehtud kilpi. OKEI. 70 n. e. Rahvusmuuseum. Napoli.

Nüüd on võimatu kindlaks teha, millal inimene esimest korda vasega tutvus. Igal juhul umbes 3000 eKr. e. egiptlased oskasid sellest juba traati teha. Looduses leidub vaske mõnikord ka pärismaises olekus ja see muutis iidsetel käsitöölistel selle ammutamise lihtsamaks. Sellest metallist osati kivitööriistade abil sepistada erinevaid tooteid. Hiljem hakati arendama vasekaevandusi, mis olid hajutatud üle kogu planeedi: Põhja-Ameerikas järvede kaldal, Aasias Siinai poolsaarel ning Euroopas praeguse Austria territooriumil ja saarel. Küprosest. Spetsialistide sõnul pärineb metalli ladinakeelne nimetus “cuprum” selle saare nimest. Vene kõrva jaoks tuttav metalli nimi "vask" pärines tõenäoliselt vanaslaavi keelest "sepp", mis tähendas metalli üldiselt. Vasetükk.

Vase pealekandmine. Vaske on ehituses kasutatud pikka aega: vanad egiptlased ehitasid vasest veetorusid; keskaegsete losside ja kirikute katused kaeti vaskplekiga, näiteks kuulus kuningaloss Elsinores (Taani) kaeti vaskkattega. Vasest valmistati münte ja ehteid. Madala elektritakistuse tõttu on vask elektrotehnikas peamine metall: üle poole toodetud vasest kasutatakse kõrgepingeülekannete ja nõrkvoolukaablite elektrijuhtmete tootmiseks. Isegi ebaolulised lisandid vases põhjustavad selle elektritakistuse suurenemist ja suuri elektrikadusid. Laevade kered on kaetud vasest tinaga. Kõrge soojusjuhtivus ja korrosioonikindlus võimaldavad valmistada vasest osi soojusvahetitele, külmikutele, vaakumseadmetele, õlide ja kütuste pumpamiseks mõeldud torustike jm. Vaske kasutatakse laialdaselt ka galvaniseerimisel terastoodete kaitsekatete pealekandmisel. Näiteks terasesemete nikeldamisel või kroomimisel kantakse neile eelnevalt vask; sel juhul kestab kaitsekate kauem ja on tõhusam. Vaske kasutatakse ka galvaniseerimisel (s.o toodete paljundamisel peegelpildi saamiseks), näiteks pangatähtede trükkimiseks ja skulptuuritoodete reprodutseerimiseks mõeldud metallmaatriksite valmistamisel.

Pronks. Pronksist valmistatud relvad juunikuu perioodist Hiinas. Muistsed metallurgid õppisid maakidest vaske ekstraheerima ja lisama sellele lisandeid, mis parandasid sulami omadusi. Nii et vaske tinaga segades said nad pronksi. See oli nii oluline etapp inimkonna ajaloos, et me nimetame seda pronksiajaks. Ebatavaliselt lihtne sulami valmistamise meetod (tuleleek sulatab tina ja vase segu) võimaldas käsitöölistel valmistada sellest erinevaid tööriistu, tööriistu ja muidugi relvi. Pronks on vasest kõvem, õhu käes stabiilne, kergesti töödeldav erinevateks toodeteks, kuid sulab kergemini. Eriti kvaliteetseid sulameid suutsid toota vanad kreeklased, mesopotaamlased ja jaapani käsitöölised. Seetõttu pole sugugi juhuslik, et osariikide tõus ja langus olid otseselt seotud metallurgia arenguastmega.

Pronkstooted olid kasutusel iidsete egiptlaste, assüürlaste ja etruskide seas. Kreekas ja Roomas valati kauneid pronkskujusid; paljud neist on säilinud tänapäevani, näiteks kuulus Marcus Aureliuse ratsakuju Roomas või üks seitsmest maailmaimest – Rhodose koloss. Õues seisvatel skulptuuritöödel, eriti niiske kliimaga kohtades, on eelistatav pronks, sest aja jooksul tekib selle pinnale tihe rohekaspruun kate, paatina, mis kaitseb metalli edasise oksüdeerumise eest. Pronksiga köideti ka Rooma leegionäride kilbid. Rooma leegionäri kilp.

Just pronksist valati Peterburis A. S. Puškini ülistatud “Pronksratsutaja” ning Moskvas Punasel väljakul asuv Minini ja Požarski monument. Oma eriliste mehaaniliste omaduste ja heade valuomaduste tõttu on pronks ideaalne metall valju ja kauni kõlaga kellade valamiseks. Kõik teavad Moskva Kremlis asuvat ligi 202 tonni kaaluvat hiiglaslikku “tsaari kellu”, mille on valanud Vene meistrid I. F. ja M. F. Matronin. Vanasti valmistati relvi ka pronksist; suurim neist, tsaarikahur (39,3 tonni), oli mõeldud Moskva Kremli kaitseks ja selle valas meister A. Tšohhov 1586. aastal E. M. Falcone poolt. "Pronksist ratsanik". Peterburi. Tsaari kell valati keisrinna Anna Ioannovna käsul aastatel. Moskva valukoja töötajad Ivan Motorin ja tema poeg Mihhail asendasid linnas tulekahjus purunenud Suure Taevaminemise kella.

Tsaari kahur. Meister Andrei Tšohhovi aasta. Monument kaupmees Kuzma Mininile ja vürst Dmitri Požarskile loodi kunstnik I. P. Martose kavandi järgi ja valati pronksi Kunstiakadeemia valumeistri V. P. Ekimovi poolt, avati 20. veebruaril 1818. aastal.

Ja nüüd valatakse pronksist skulptuure, lühtreid, kandelaevu, küünlajalgu, aga ka erinevate mehhanismide osi (näiteks laagreid). Nagu palju sajandeid tagasi, sulatatakse vask ja vasemurgad tinaga, et saada pronksi. Ainult mitte saviahjudes, vaid tänapäevastes elektriahjudes. Et vask ja tina sulamisel ei oksüdeeruks ning pronks oleks eriti vastupidav, lisatakse laengule enne valamist fosforiühendeid. Tina nappuse ja kõrge hinna tõttu asendub tinapronks järk-järgult teiste pronksidega, Ch. arr. alumiiniumist. Alumiiniumpronks, mis sisaldab kuni 11% Al, on heade mehaaniliste omadustega ning stabiilne merevees ja isegi lahjendatud vesinikkloriidhappes. Seda väga vastupidavat sulamit kasutatakse torustike, auruturbiinide ja lennukimootorite osade jms valmistamisel. Vaskmündid vermiti Venemaal alumiiniumpronksist aastatel 1926–1957. Diiselvedurite, laevamootorite ja veeturbiinide laagrid on valmistatud pliipronksist. Berülliumpronks on erakordselt tugev ja vastupidav, mis tänu oma elastsusomadustele toimib materjalina vedrudele, mis praktiliselt ei väsi (taluvad kuni 20 miljonit koormustsüklit). Peterburi. Ostap Benderi pronksist monument Italianskaja tänaval. Skulptor Albert Charkin.

Messing. Messing on vase ja tsingi sulam. Kuigi tsink avastati alles keskajal, teadsid messingit juba vanad roomlased, kes said selle vasemaakide sulatamisel tsingimaakidega ilma õhu juurdepääsuta. Messingile soovitud omaduste andmiseks lisatakse selle koostisse sageli väikestes kogustes legeerivaid metalle nagu Al, Mn, Ni, Fe jne. Messing sulab kergemini kui vask, kuid see on raskem. Messing on hästi sepistatud, augustatud lehtedeks, stantsitud, tõmmatud traadiks ja poleeritud (peegelviimistluseni). Sellest valmistatud tooteid saab karastada. Vajadusel saab messingit kanda elektrokeemilise meetodi abil ka teiste metallide pinnale. On oluline, et messing oleks palju odavam kui vask. Messingit kasutatakse masinaehituses ja elektrotehnikas; Seda kasutatakse erinevate mehhanismide osade, vee- ja gaasikraanide, radiaatoritorude, ukselinkide, hingede ja padrunikarpide valmistamiseks. Alumiiniumilisandiga messing on välimuselt sarnane kullaga, sellest valmistatakse märgid, embleemid ja medalid. Kui sulamis on suhteliselt vähe tsinki (kuni 18%), on messingid punaka varjundiga. Näiteks kuni 10% tsinki sisaldavat messingit nimetatakse tombakiks. Sellest sulamist vermiti Venemaal aastatel 1961–1991 “vask” münte, mille nimiväärtus oli 1–5 kopikat. Suure tsingisisaldusega (kuni 50%) sulamid on kollase värvusega ja neid nimetatakse messingiteks. Neid töödeldakse suurepäraselt valtsimise, pressimise ja tõmbamise teel ning neist saadakse kvaliteetsed valandid.

Muud sulamid. Muude sulamite hulgas märgime monel metalli (% vask,% niklit ja tsinki koos plii, tina ja raua lisanditega), mida varem kasutati söögiriistade ja ehete valmistamiseks nagu hõbe. Kõrge korrosioonikindluse ja tugevuse ning hea plastilisuse tõttu kasutatakse seda nüüd keemia-, laevaehitus-, meditsiini-, nafta-, tekstiili- ja muudes tööstusharudes. Kuid konstantaan, manganiin, kromel ja kopel ei muuda peaaegu oma takistust oluliste temperatuurikõikumiste korral ja teenivad seetõttu ustavalt elektrotehnikas termopaaride tootmiseks - väga tundlikud temperatuuri mõõtvad seadmed. Samuti valmistatakse kromelist ja kopelist kompensatsioonijuhtmeid, reostaadid ja kütteseadmete osad. Mangoniini kasutatakse võrdlustakistite ja mõõtevahendite elementide valmistamiseks.

Slaid 1

Slaid 2

Slaid 3

Slaid 4

Slaid 5

Slaid 6

Slaid 7

Slaid 8

Slaid 9

Vask on D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi sekundaarse alarühma element, mille aatomnumber on 29. Seda tähistatakse sümboliga Cu (lat. Cuprum). Lihtaine vask on kuldroosa värvusega plastiline siirdemetall (oksiidkile puudumisel roosa). Seda on inimesed pikka aega laialdaselt kasutanud.

Vase füüsikalised omadused: kuldroosa plastiline metall, õhu käes kattub see kiiresti oksiidkilega, mis annab sellele iseloomuliku intensiivse kollakaspunase tooni. Õhukesed vasekiled on valguse käes rohekassinise värvusega. Vask moodustab kuupkeskse võre Vasel on kõrge soojus- ja elektrijuhtivus (elektrijuhtivuse poolest hõbeda järel teisel kohal, erijuhtivus 20 ° juures). Sellel on kaks stabiilset isotoopi – 63 Cu ja 65 Cu ning mitu radioaktiivset isotoopi. Neist pikima elueaga, 64 Cu, on poolväärtusaeg 12,7 tundi ja kaks lagunemisrežiimi erinevate toodetega. Vasesulameid on mitmeid: messing - tsingiga, pronks - tina ja muude elementidega.

Sisaldus looduses: Vask esineb looduses nii ühenditena kui ka looduslikul kujul. Kalkopüriit CuFeS 2, kalkotsiit Cu 2 S ja borniit Cu 5 FeS 4 on tööstusliku tähtsusega. Koos nendega leidub ka teisi vase mineraale: kovelliit CuS, kupriit Cu2O Mõnikord leidub vaske natiivsel kujul, üksikute klastrite mass võib ulatuda 400 tonnini. Vasksulfiidid tekivad peamiselt keskmise temperatuuriga hüdrotermilistes veenides. Vase ladestusi leidub sageli ka settekivimites – vask-liivakivides ja kildades. Seda tüüpi kuulsaimad maardlad on Udokanskaya Tšita piirkonnas, Kasahstanis ja Saksamaal. Teised rikkaimad vasemaardlad asuvad Tšiilis ja USA-s. Suurem osa vasemaagist kaevandatakse avakaevandamise teel.

Vase saamise meetodid Vase saamiseks kasutatakse püro-, hüdro- ja elektrometallurgilisi protsesse. Pürometallurgiline protsess vase saamiseks CuFeS 2 tüüpi sulfiidmaagidest on väljendatud üldvõrrandiga: 2CuFeS 2 + 5O 2 + 2SiO 2 = 2Cu + 2FeSiO 3 + 4SO 2. Hüdrometallurgilised meetodid vase tootmiseks põhinevad vaskmineraalide selektiivsel lahustamisel väävelhappe või ammoniaagi lahjendatud lahustes, saadud lahustest asendatakse vask metallilise rauaga: CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4. Puhas vask saadakse elektrolüüsi teel: 2CuSO 4 + 2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4; Katoodil vabaneb vask, anoodil hapnik.

Vase keemilised omadused: Vask on madala aktiivsusega metall. Normaalsetes tingimustes ei suhtle see vee, leeliselahuste, vesinikkloriidi ja lahjendatud väävelhappega. Kuid vask lahustub tugevates oksüdeerivates hapetes (näiteks lämmastik- ja kontsentreeritud väävelhape): Cu + 8HN0 3 = 3Cu(N0 3) 2 + 2NO + 4H 2 0 lahjendatud Cu + 4HN0 3 = Cu (N0 3) 2 + 2N0 2 + 2H20 kontsentreeritud

Vasepulber reageerib toatemperatuuril kloori, väävli ja broomiga: 300-400 °C juures reageerib väävli ja seleeniga:

Vase kasutusalad: elektrotehnikas: vaske kasutatakse elektrotehnikas laialdaselt toitekaablite, juhtmete või muude juhtmete tootmiseks, näiteks trükkskeemide juhtmestikus. Vasktraate kasutatakse omakorda ka energiasäästlike elektriajamite ja jõutrafode mähistes. Nendel eesmärkidel peab metall olema väga puhas: lisandid vähendavad järsult elektrijuhtivust. Soojusülekanne: vase teine ​​kasulik kvaliteet on selle kõrge soojusjuhtivus. See võimaldab seda kasutada erinevates soojuseemaldusseadmetes ja soojusvahetites, mille hulka kuuluvad tuntud jahutus-, kliima- ja kütteradiaatorid.

Kasutatakse sulamites: Ehetesulamid: Ehetes kasutatakse sageli vase ja kulla sulameid, et suurendada toodete vastupidavust deformatsioonile ja hõõrdumisele, kuna puhas kuld on väga pehme metall ega ole nende mehaaniliste mõjude suhtes vastupidav. Muud rakendused: Vask on kõige laialdasemalt kasutatav atsetüleeni polümerisatsiooni katalüsaator.