Какие металлы встречаются в природе в самородном состоянии? Встречается в природе в самородном состоянии платина цинк хром натрий

Какие металлы встречаются в природе в самородном состоянии?

Известные всем платина, золото, серебро, медь относятся к самородным металлам.

Из них золото и платина - единственные металлы, которые в свободном виде есть в природе.

А вот серебро, медь, олово и ртуть бывают и в самородном состоянии и как соединение .

И несколько интересной информации на картинке.

Самородные - значит химически чисты от сторонних примесей.

Самый популярный самородный металл - золото. А также платина. Они являются драгоценными поэтому очень ценятся самородки этих элементов.

Чаще других металлов, медь на нашей планете можно найти в самородках.

Самородные элементы - это элементы, которые встречаются в природе в виде простого вещества, молекулы которого построены только из одного элемента. Самородные элементы образовались в природе в результате геологических или космических процессов. Всего насчитывается около 45 самородных элементов, в том числе газы и металлы.

Самородные металлы - это металлы, которые встречаются в природе в виде простого вещества (в виде песка или в виде мелких и крупных самородков), а не только в виде соединений с другими элементами.

К самородным металлам относятся благородные металлы: золото Au, платина Pt, осмий Os, иридий Ir. К самородным элементам или самородным металлам относится медь Cu, она часто встречается в природе в самородках. Свинец Pb, олово Sn, ртуть Hg, алюминий Al, встречаются в самородках гораздо реже. Встречается и железо Fe в метеоритах.

По поводу металлов которые встречаются в самородном состоянии хочу заметить, что речь идет о металлах которые можно назвать химически чистыми, а не в в виде химических соединений. Я не стал приводить все металлы, так как их достаточно много. Но хочу отметить, что если вы посмотрите таблицу Менделеева, то там перечислены эти металлы, прежде всего это инертные металлы, например редкоземельные металлы - неодим и его аналоги находящиеся рядом с ним , например празеодим, металлы платиновой подгруппы. А из тех которые многим известны это палладий и никель.

Металлы в чистом виде, то есть в самородном состоянии, в виде самородков, встречаются в природе достаточно редко, хотя с такими металлами человечество познакомилось уже очень давно, когда первобытные люди обнаружили самородки золота или меди. Именно химически инертные металлы чаще всего и встречаются в природе в виде самородков. Это благородные металлы, к которым помимо золота относится платина, иридий, осмий, палладий, рутений и родий. Это серебро и медь. Чистое железо также может встретится в природе, хотя в основном это метеоритное железо. Известны случаи нахождения самородков алюминия, цинка, свинца, олова, хрома, кадмия и даже ртути. Находили даже самородные сплавы - чугун, латунь.

Металлов в природе насчитывается более 90. 60 из них встречаются в природе в виде соединений или в свободном состоянии в виде самородков.

Имеются металлы, которые

встречаются только в свободном виде (такие как золото и платина, так как они очень химически инертны и взаимодействуют с другими элементами при жестких условиях).

встречаются в природе только в виде соединений с другими химическими элементами, потому что они очень активны и не могут существовать в свободном состоянии (такие как натрий и калий или кальций)
встречаются и в виде соединений и с свободном состоянии, например никель, олово, свинец.

Металлы в природе

Насколько помнится quot;самородныеquot; это элементы встречающиеся в природе в более - менее чистом состоянии, а не в виде соединений.Что касается металлов,то ничего кроме золота встречающегося в самородках и ртути,обнаруживаемой в металлическом виде в незначительных количествах на ум не приходит.Остальные металлы существуют в виде руд,т.е. различных соединений из которых должны быть добыты.

info-4all.ru

Самородные элементы

Таблица 1. Минералы - простые вещества и твердые растворы металлов

Класс	Группа	Минерал	Сингония	Твердость
Металлы и полуметаллы	Меди	Медь Cu Золото (Au, Ag, Cu) Серебро (Ag, Au)	Куб. - -	3 2, 5 3
	Железа	Феррит α-Fe Тэнит γ-Fe	Куб. -	- 5
	Платины	Платина Pt Осмий Os Иридий Ir Осмирид (Ir, Os) Родий Rh Палладий Pd	Куб. Гекс. Куб. - - -	4 - - - - 4, 5
	Алюминия Цинка Свинца Висмута Мышьяка	Алюминий Al Цинк Zn Свинец Pb Висмут Bi Мышьяк As	Куб. Гекс. Куб. Триг. -	- - 1, 5 2 3, 5
Неметаллы	Серы	Сера S	Ромб.	1, 5
Неметаллы	Углерода	Графит С Алмаз С Лонсдейлит С Чаоит С	Гекс. Куб. Гекс. -	1, 5 10 - -

Многие из этих элементов встречаются в природе в форме нескольких структурных разновидностей (например, углерод в виде алмаза и графита). Некоторые образуют между собой твердые растворы (смеCu) и химические (интерметаллические) соединения: палладистая платина, электрум — смесь Au и Ag, осмистый иридий, поликсен — железистая платина и др.

Самородные металлы характеризуются сходными специфическими особенностями: наилучшей электро- и теплопроводностью, сильным металлическим блеском, очень высоким удельным весом.

Большая часть этих минералов химически весьма устойчива: они не разрушаются при выветривании, не истираются механически и из-за своей тяжести часто накапливаются в россыпях.

Нахождение элементов в самородном виде связано со строением их атомов, имеющих устойчивые электронные оболочки. Химически инертные в природных условиях элементы называются благородными; самородное состояние для них является наиболее характерным. К ним относятся золото Au, серебро Ag, платина Pt и элементы группы платины. Очень часто в самородном состоянии встречаются углерод С, сера S и медь Cu.

Самородок меди в музее в Югре

Значительно реже золота, серебра, меди, алмазов, серы, графита в самородном виде встречается железо, которое более склонно формировать химические соединения. Крайне редки в природе самородки редких металлов: палладия (Pd), осмия (Os), иридия (Ir). СБольшинство минералов этой группы встречается преимущественно или только в самородном виде (Au, Ag, Pt, Pd, Ir, Os). Происхождение почти всех самородных элеменотов эндогенное, чаще всего гидротермальное. Исключением является сера, которая может иметь как эндогенное, так и экзогенное происхождение. Отдельно рассматривается самородный углерод, образующий две базовых полиморфных модификации: алмаз и графит. Алмаз образуется в результате магматических процессов; чаще всего он встречается в кимберлитах, интрузивных телах типа некков. Графит формируется из богатых органическим веществом осадочных пород в результате процессов метаморфизма. Существует ещё несколько более редких модификаций самородного углерода: лонсдейлит, чаоит и фуллерен. Первые два сходны с алмазом, отличаясь самородное золотоформой кристаллов и несколько меньшей плотностью. Фуллерен (С60) представляет из себя кристалл шарообразной формы; он был сначала синтезирован, а затем обнаружен в природе в углях и шунгитовых сланцах.

biofile.ru

Самый распространенный металл в земной коре. Металлы в природе

Металлы представляют собой группу элементов, которые обладают такими уникальными свойствами, как электропроводность, высокая теплопередача, положительный коэффициент сопротивления, характерный блеск и относительная пластичность. Данный вид веществ является простым по химическим соединениям.

Классификация по группам

Металлы относятся к самым распространенным материалам, которые используются человечеством на протяжении всей его истории. Большинство из них находится в средних слоях земной коры, но есть и те, что спрятаны глубоко в горных залежах.

На данный момент металлы занимают большую часть таблицы Менделеева (94 из 118 элементов). Из официально признанных стоит отметить следующие группы:

1. Щелочные (литий, калий, натрий, франций, цезий, рубидий). При контакте с водой они образуют гидроксиды.

2. Щелочноземельные (кальций, барий, стронций, радий). Отличаются плотностью и твердостью. самый распространенный металл в земной коре 3. Легкие (алюминий, свинец, цинк, галлий, кадмий, олово, ртуть). Из-за незначительной плотности часто используются в сплавах.

4. Переходные (уран, золото, титан, медь, серебро, никель, железо, кобальт, платина, палладий и пр.). Обладают изменчивой степенью окисления.

5. Полуметаллы (германий, кремний, сурьма, бор, полоний и др.). В своей структуре имеют кристаллическую ковалентную решетку.

6. Актиноиды (америций, торий, актиний, берклий, кюрий, фермий и пр.).

7. Лантаноиды (гадолиний, самарий, церий, неодим, лютеций, лантан, эрбий и др.).

Стоит отметить, что есть металлы в земной коре и такие, которые не определены в группы. К ним относят магний и бериллий.

Самородные соединения

В природе существует отдельный класс кристаллохимической кодификации. К таким элементам относят самородные металлы. Это минералы по составу между собой не связанные. Чаще всего самородные металлы в природе образуются в результате геологических процессов.

В кристаллическом состоянии в земной коре известны 45 веществ. Большинство из них в природе встречается крайне редко, отсюда и их высокая стоимость. Доля таких элементов составляет всего 0,1 %. Стоит отметить, что нахождение этих металлов также является трудоемким и недешевым процессом. Он основывается на использовании атомов с устойчивыми оболочками и электронами.

Самородные металлы называются также благородными. Для них характерны химическая инерция и устойчивость соединений. К таковым относят золото, палладий, платину, иридий, серебро, рутений и пр. Чаще всего в природе встречается медь. Железо в самородном состоянии присутствует в основном в горных залежах в виде метеоритов. Самыми редкими элементами группы являются свинец, хром, цинк, индий и кадмий.

Основные свойства

Практически все металлы в нормальных условиях отличается твердостью и стойкостью. Исключение - франций и ртуть, щелочные металлы. Температура плавления для всех элементов группы разная. Ее диапазон колеблется от -39 до +3410 градусов по Цельсию. Самым устойчивым к плавлению считается вольфрам. Его соединения теряют стойкость только при температуре выше +3400 С. Из легкорасплавляемых металлов следует выделить свинец и олово. нахождение металлов в природе

Также элементы делятся относительно плотности (легкие и тяжелые) и пластичности (твердые и мягкие). Все металлические соединения отлично проводят ток. Данное свойство обуславливается наличием кристаллических решеток с активными электронами. Максимальную проводимость имеют медь, серебро и алюминий, чуть меньшую – натрий. Стоит отметить и высокие термические свойства металлов. Наилучшим теплопроводником считается серебро, наихудшим – ртуть.

Металлы в окружающей среде

Чаще всего такие элементы можно встретить в виде соединений и руд. Металлы в природе образуют сульфиты, оксиды, карбонаты. Для очищения соединений сперва необходимо выделить их из состава руды. Следующим шагом будет легирование и финальная обработка.

В промышленной металлургии различаются черные и цветные руды. Первые строятся на основе железных соединений, вторые – на прочих металлах. Драгоценными металлами считаются платина, золото и серебро. Большая их часть находится в земной коре. Тем не менее, малая доля приходится и на морскую воду.

Есть благородные элементы даже в живых организмах. В человеке содержится около 3 % металлических соединений. По большей степени в организме находятся натрий и кальций, которые выступают в роли межклеточного электролита. Магний необходим для нормальной работы ЦНС и мышечной массы, железо полезно для крови, медь – для печени. металлы в природе

Нахождение металлических соединений

Большинство элементов располагается под верхним слоем грунта повсеместно. Самый распространенный металл в земной коре – это алюминий. Его процентное содержание варьируется в пределах 8,2 %. Найти самый распространенный металл в земной коре несложно, так как он встречается в виде руд.

Железо и кальций в природе встречают чуть реже. Их процентное содержание равно 4,1 %. Далее идут магний и натрий – по 2,3 %, калий – 2,1 %. Остальные металлы в природе занимают не более 0,6 %. Примечательно, что магний и натрий в равной степени можно добывать как в земле, так и в морской воде. металлы в земной коре Металлические элементы в природе встречаются в виде руд или в самородном состоянии, как медь или золото. Есть вещества, которые нужно получать из оксидов и сульфидов, например, гематит, каолин, магнетит, галенит и пр.

Производство металлов

Процедура добычи элементов сводится к извлечению полезных ископаемых. Нахождение металлов в природе в виде руд является самым простым и распространенным процессом в широкой промышленности. Для поиска кристаллических залежей используется специальное геологическое оборудование, анализирующее состав веществ на конкретном участке земли. Реже нахождение металлов в природе сводится к банальному открыто-подземному методу.

После добычи наступает этап обогащения, когда из исходного минерала выделяется рудный концентрат. Для отличия элементов используют смачивание, электрический ток, химические реакции, термообработку. Чаще всего выделение металлический руды происходит в результате плавления, то есть разогрева с восстановлением.

Добыча алюминия

Данным процессом занимается цветная металлургия. По масштабам потребления и производства она является лидером среди прочих отраслей тяжелой промышленности. Самый распространенный металл в земной коре очень востребован в современном мире. По объему производства алюминий уступает только стали. добыча алюминия Больше всего данный элемент используется в авиационной, автомобильной и электротехнической промышленности. Примечательно, что самый распространенный металл в земной коре можно получить и «искусственным» путем. Для такой химической реакции потребуются бокситы. Из них формируется глинозем. При соединении этого вещества с угольными электродами и фтористой солью под действием электрического тока можно получить чистейшую алюминиевую руду.

Страной-лидером среди производителей данного компонента является Китай. В год там выплавляется до 18,5 млн тонн металла. Компанией-лидером в аналогичном рейтинге по добыче алюминия является российско-швейцарское объединение UC RUSAL.

Применение металлов

Все элементы группы отличаются прочностью, непроницаемостью и относительной устойчивостью к температурному воздействию. Именно поэтому металлы столь распространены в повседневной жизни. Сегодня из них делают электрические провода, резисторы, технику, предметы обихода.

Металлы являются идеальным конструкционными и инструментальными материалами. В строительстве используют чистые и комбинированные сплавы. В машиностроении и авиации главными соединениями являются сталь и более твердые связи.

fb.ru

Металлы в природе. Патриотическое воспитание

Дополнительные сочинения

Из материалов урока вы узнаете, в каком виде металлы могут встречаться в природе. Содержание химических элементов в земной коре различно. Изучив данную тему, вы сможете ответить на вопрос: «Какие химические элементы-металлы наиболее распространены в земной коре?».

Тема: Вещества и их превращения

Урок: Металлы в природе

1. Металлы, встречающиеся в природе в самородном состоянии

Некоторые металлы могут встречаться в природе в самородном состоянии (т. е. в виде простых веществ). Таких металлов очень немного. Вы, наверное, уже догадались, что в виде простых веществ в природе встречаются золото, серебро, медь, платина, ртуть и некоторые другие металлы. Самым большим в России из найденных самородков золота был «Большой треугольник», масса которого составляла 36 кг. Но серебро, медь и ртуть могут встречаться в природе как в самородном состоянии, так и в виде соединений.

золото платина медь серебро

Рис. 1. Самородные металлы: золото, платина, медь, серебро

2. Состав минералов. Распространенность металлов в земной коре

Многие химические элементы, образующие простые вещества металлы, находятся в природе в виде соединений. Такие вещества называют минералами. Минералы, пригодные для получения металлов, называют рудами. Если состав руды входит железо, то она называются железной рудой, если медь – медной и т. д.

Наиболее распространены в природе оксиды и сульфиды металлов (соединения металлов с кислородом и серой).

Самым распространенным в земной коре элементом, образующим простое вещество металл, является алюминий. Его массовая доля составляет 8,2%. Одним из минералов, содержащим алюминий, является корунд. Он очень твердый, поэтому используется для изготовления наждачной бумаги. Химическая формула корунда Al2O3.

Оксид алюминия входит в состав некоторых драгоценных камней, например, рубина и сапфира. Алюминий также содержатся в глине.

боксит корунд

Рис. 2. Минералы, содержащие алюминий: боксит, корунд

Железо – второй по распространенности металл. В самородном виде встречается крайне редко: только в составе метеоритных камней. Важнейшие природные соединения железа:

Fe3O4 – магнитный железняк

Fe2O3 – красный железняк

Fe2O3·h3O – бурый железняк

(Точка между двумя частями формулы означает, что оксид железа (III) и вода образуют сложное кристаллическое вещество и разделить их физическими методами невозможно.)

FeS2 – пирит

магнитный железняк красный железняк бурый железняк

Рис. 3. Железные руды: магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк

Кальций, натрий, калий, магний – следующие по распространенности металлы в земной коре.

Кальций и магний образуют карбонатные минералы (например, кальцит CaCO3, магнезит MgCO3). Кальций входит в состав гипса. Его формула СаSO4·2h3O.

Натрий и калий образуют растворимые в воде минералы. Например, поваренную соль (галит) NaCl, сильвин – KCl, сильвинит KCl·NaCl (Рис. 4 )

галит, сильвин, сильвинит

Рис. 4. Растворимые в воде минералы (слева направо): галит, сильвин, сильвинит

Растворимые в воде соединения натрия, калия, кальция и магния входят в состав морской воды.

Список рекомендованной литературы

1. Емельянова Е. О., Иодко А. Г. Организация познавательной деятельности учащихся на уроках химии в 8-9 классах. Опорные конспекты с практическими заданиями, тестами: Часть I. – М.: Школьная Пресса, 2002. (с.40-42)

2. Ушакова О. В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 50-53)

3. Химия. 8 класс. Учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, М. М. Шалашова. – М.:Астрель, 2012. (§19)

4. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П. А. Оржековский, Л. М. Мещерякова, Л. С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§20)

5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

Дополнительные веб-ресурсы

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов .

2. Тесты по химии (он-лайн) .

Домашнее задание

с. 52 №№ 3,7 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П. А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О. В. Ушакова, П. И. Беспалов, П. А. Оржековский; под. ред. проф. П. А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

dp-adilet.kz

состав, общая информация и какого цвета платина

Очень многие считают, что платина и белое золото это одно и тоже. Но это совсем не так - это самостоятельный и очень дорогой благородный металл. Долгое время она незаслуженно оставалась в тени, но получив широкое распространение - началась платиновая эра.

По теме: состав белого золота

Название «платина» появилось из-за внешнего сходства этого металла с серебром. Серебро происходит от испанского «plata». Поэтому новый металл получил название «platina», что переводится дословно как «серебришко» или же «маленькое серебро».

Платина – это металл серебристо-белого цвета, немного сероватого оттенка. В природе встречается в рудных месторождениях и в самородном состоянии. Это самый прочный из всех драгоценных металлов, имеет очень высокую плотность - 21,45 грамм на куб.см, например плотность золота всего лишь19,3 грамм на куб.см.

Обладает следующими свойствами:

очень трудно поцарапать;
высокаякоррозийная устойчивость;
высокая температура плавления;
стойко переносит химические реагенты.

Удивительная история

Доказан факт, что еще 3 тысячи лет назад древние египтяне применяли ее для изготовления драгоценностей. Также ее высоко ценили племена инков, но потом история платины разворачивалась очень нехарактерно для такого дорогого благородного металла.

В XVI веке испанские путешественники, которые побывали в Южной Америке, обнаружили очень необычный металл, напоминавший с виду серебро. После проведенных опытов, он оказался очень тугоплавким, из-за чего был признан непригодным. Поэтому в те времена она ценилась в 2 раза дешевле серебра.

Ситуация изменилась, после того как ювелиры обнаружили ее способность сплавляться с золотом. Платину сплавляли с золотом и получали ювелирные украшения с меньшим содержанием золота, что давало выгоду. Обнаружить подделку было невозможно, т.к. платина тяжелее, в отличие от серебра. При смешивании платины с серебром получался металл, соответствующий золоту по плотности. Однако по прошествии длительного времени этот секрет был раскрыт. Король Испании запретил ввоз платины в страну, а все запасы были утоплены в море. Данный указ был отменен только в 1778 году.

В конце XVIII века платина стала широко применяться ювелирами как самостоятельный элемент. Известен факт, что Людовик XVI объявил ее единственным металлом достойным королей.

В 1821 году на Урале были найдены платиновые россыпи. И здесь не обошлось без курьеза: серебристые зёрна местные охотники долго использовали вместо дроби.

В XIX веке 95% от общего количества платины, которая добывалась во всем мире – приходилось на долю Россию. А первые русские платиновые изделия (чайная ложка и кольцо) были преподнесены в дар царю Александру I.

Слитки платины

Интересные факты

Очень редкий металл. Она встречается в 30 раз реже золота.
Добыча платины очень сложное занятие. Для того, чтобы добыть одну унцию (31,1 грамм), необходимо переработать больше 10 тонн руды. Для сравнения, чтобы получить унцию золота нужно всего лишь 3 тонны руды.
На данный момент стоимость одной унции дороже на 270$ унции золота. Было время когда разница в стоимости достигала 1000 $.
В производстве ювелирных драгоценностей платина в отличие от золота применяется в практически чистом виде.
Обручальное кольцо из платины будет ощущаться гораздо более массивнымпо сравнению с золотым при одинаковом размере.
На вопрос, какого цвета платина? Существует распространенный ответ: как белое золото. К сожалению, многие люди считают платину синонимом белого золота. Но это абсолютно не так. Золото – это не самостоятельный металл, а сплав золота с небольшим количеством белых металлов, например с серебром, палладием или даже с самой платиной.
За всю свою историю она никогда не использовалась в форме денег. Некоторые монетные дома все-таки производили монеты из платины, но они были созданы специально для коллекционеров и никогда не использовались в обиходе.
По последним данным мировой спрос на платину значительно превышает предложение.
В настоящее время крупнейшим добытчиком платины является ЮАР

Применение платины

У многих людей платина ассоциируется только с ювелирными изделиями. Но кроме широкого использования в ювелирной промышленности они имеет и другие варианты использования.

В медицине для больных стенокардией применяются платино-иридиевые электроды поддерживающие сердечную деятельность пациентов. В онкологии для уменьшения опухолей применяется специальный комплекс платины. В отличие от других металлов, благодаря своей чистоте, не содержит аллергенных примесей и тем самым не раздражает кожу.

Изготовление эталонов в России невозможно без платины. Например, эталон килограмма - это платино-иридиевый цилиндр, высота и диаметр которого равны 39 мм. Он был изготовлен в 1883 г и хранитсяв Санкт-Петербурге. В повседневной жизни используется в зеркалах. Зеркало с платиновым покрытием с теневой стороны прозрачное, а с освещенной отражает как обыкновенное зеркало.Подобные зеркала в основном используются в казино и в полиции для скрытого наблюдения.

www.jeland.ru

Платина в природе | Драгоценные металлы

Весьма низкое содержание в природе платиновых металлов и неравномерность их распределения затрудняют точное определение их средних содержаний. Известно только лишь, что иридий встречается значительно реже. Его содержание в кислых породах примерно в 2 раза меньше, чем палладия.

Полагают, что распространение родия в природе подобно распространению иридия. Геохимия рутения изучена мало. Из немногочисленных ранних работа следует, что кларк рутения в земной коре примерно равен кларку платины. Осмий — один из наиболее редких элементов группы платины — геохимически почти не изучен.

Платиновые металлы находят в каменных и железных метеоритах, причём содержание их в железных метеоритах заметно больше, чем в каменных (хондритах). В этом проявляется сидерофильность этих металлов. Эти данные представляют большой интерес, поскольку к каменным метеоритам близки по составу ультраосновные породы, с которыми связаны многие месторождения платины.

В природе платиновые металлы — платина, палладий, родий, иридий, рутений и осмий — обычно сопутствуют друг другу. Они встречаются как в виде самостоятельных минералов, представляющих собой твёрдые растворы или интерметаллические соединения, содержащие, помимо платиновых металлов, золото, железо, медь, никель, кобальт и другие, так и в виде сульфидов, теллуридов, арсенидов.

Как правило, крайние элементы триад — осмий и платина, рутений и палладий не входят в состав одних и тех же минералов, тогда как родий и иридий встречаются в минералах со всеми платиновыми металлами.

Платиновые металлы вследствие близости атомных радиусов могут изоморфно замещать никель, железо и кобальт в кристаллических решётках их минералов, главным образом в сульфидах, а также селенидах, теллуридах и арсенидах. Значительное количство платины, палладия, родия, иридия и осмия содержится в самородном золоте некоторых месторождений. Платину находят и в самородном серебре.

Платиновые металлы не образуют в земной коре сколько-нибудь значительных скоплений. Их находят в месторождениях, генетически связанных с ультраосновными породами (на Урале, Аляске, в Южной Африке, Колумбии) и в месторождениях в связи с основными породами, содержащими сульфиды меди, никеля и железа (Россия, Канада, Южная Африка). Последний тип месторождений в настоящее время имеет большое практическе значение.

В месторождениях первого (уральского) типа преобладающими элементами являются платина, иридий и осмий. Из минералов наиболее часто встречаются самородная платина, имеющая вид белых и серых зёрен, растворимых в царской водке. В этих же россыпях часто втсречаются осмистый иридий, представляющий собой твёрдые плоские зёрна белого или серого цвета или кристаллы гексагональной системы, нерастворимые в царской водке.

В месторождениях второго типа — медно-никелевого сульфидного — платиновые металлы встречаются в виде соединений с серой, мышьяком, сурьмой, висмутом. Для таких руд характерно преобладание палладия над платиной, родия и рутения над иридием и осмием, а также присутствие золота и серебра.

Кроме этих минералов, за последние десять лет в медно-никелево-сульфидных месторождениях обнаружены новые, характеризующиеся большим разнообразием. Это арсенопалладит, фрудит, майченерит, высоцкит, звягнцевит, мончеит, котульскит, геверсит и другие минералы, относящиеся к висмутидам, антимонидам, арсенидам, теллуридам и сульфидам платины и палладия.

sptechnika.ru

Урок в 9-м классе "Общие способы получения металлов"

Разделы: Химия

Цель урока: познакомить с природными соединениями металлов и с самородными металлами; дать понятие о рудах и металлургии, рассмотреть такие ее разновидности, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, термическое разложение соединений металлов, продемонстрировать лабораторные способы получения металлов и с помощью фрагментов медиалекции ознакомить с промышленным производством металлов.

Оборудование: компьютер, видеопроектор, коллекция “Минералы и горные породы”, прибор для получения газов, лабораторный штатив, пробирки, спиртовка, фарфоровые ступки.

Реактивы: оксид меди(II), соляная кислота концентрированная, цинк гранулированный, термит (смесь порошков алюминия и оксида железа (Ш), раствор сульфата меди и железный гвоздь.

I. Организационный момент. Проверка домашнего задания.

1. Написать уравнения реакций взаимодействия между веществами:

а) Li, Na, Ca, Fe c O2, Cl2, S, N2, C:

б) Na, Ca, Al c h3O;

в) Zn c h3SO4; Al c HCl;

г) Zn c CuSO4; Al c NaOH; Be c KOH.

2. Расставить коэффициенты, найти окислитель и восстановитель в уравнениях реакций:

Cu + HNO3 (P) —> Cu (NO3)2 + NO + h3O

Cu + HNO3 (K) —> Cu (NO3)2 + NO2 + h3O

Na + HNO3 —> NaNO3 + N2O + h3O.

3. Все уравнения реакций учащиеся сверяют с экраном, где спроецированы данные уравнения реакций (фрагмент медиалекции “Общие свойства металлов”). (CD) Обобщение общих химических свойств металлов проводится по схеме “Общие свойства металлов”.

4. Завершим рассмотрение схемы, мы не разобрали нахождение металлов в природе и способы их получения.

II. Природные соединения металлов.

- Могут ли металлы находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии? Если могут, то, какие это металлы?

Ответ очевиден, это металлы низкой химической активности. Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества или в виде сложного вещества.

Металлы в природе встречаются в трёх формах: 1) в свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы ? самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою. Хотя он и напоминал серебро (по-испански ? plata), но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку. Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения самородной платины в виде зерен. 2) в самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово; 3) все металлы, которые в ряду напряжений находятся до олова, встречаются только в виде соединений.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот: хлоридов ? сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;

нитратов – чилийская селитра NaNO3;

сульфатов – глауберова соль Na2SO4 ? 10 h3O, гипс CaSO4 • 2Н2О;

карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3 • MgCO3;

сульфидов ? серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

фосфатов – фосфориты, апатиты Ca 3(PO4)2 ;

оксидов – магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe2O3 • Н2О.

Ещё в середине II тысячелетия до н. э. в Египте было освоено получение железа из железных руд. Это положило начало железному веку в истории человечества, который пришёл на смену каменному и бронзовому векам. На территории нашей страны начало железного века относят к рубежу II и I тысячелетий до н. э.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

III. Получение металлов.

- Какой основной химический процесс лежит в основе получения металлов?

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления.

Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла. На этом основан пирометаллургический способ. Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей неметаллических ? кокс, оксид углерода (II), водород; металлических ? алюминий, магний, кальций и другие металлы. .

Демонстрационный опыт 1. Получение меди из оксида с помощью водорода.

Cu +2O + h3 = Cu0 + h3O (водородотермия)

Демонстрационный опыт 2. Получение железа из оксида с помощью алюминия.

Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3 (алюмотермия)

Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению:3Fe2 O3 + h3= 2Fe3 O4 + h3O или 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 , а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления:

Fe3O4 + 4h3 = 3Fe + 4h3O

Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2

Просмотр медиалекции . (CD)

Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:

CuO + h3SO4 = CuSO4 + h3O, затем проводят реакцию замещения

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Демонстрационный опыт 3. Взаимодействие железа с раствором медного купороса.

Таким способом получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий и другие металлы.

Электрометаллургический способ.

Это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). Просмотр фрагмента медиалекции. (CD)

Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы. При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:

NaCl —> Na+ + Cl?

катод Na+ + e > Na0 ¦ 2

анод 2Cl? ?2e > Cl20 ¦ 1

суммарное уравнение: 2NaCl = 2Na + Cl2

Современный рентабельный способ получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия ? электролитом.

Al2O3 —> AlAlO3 —> Al3+ + AlO33–

катод Al3+ +3e —> Al 0 ¦ 4

анод 4AlO33– – 12 e —> 2Al2O3 +3O2 ¦ 1

суммарное уравнение: 2Al2O3= 4Al + 3O2 .

В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век - век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.

Термическое разложение соединений.

Железо взаимодействует с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и температуре 100-2000, образуя пентакарбонил: Fe + 5CO = Fe (CO)5

Пентакарбонил железа-жидкость, которую можно легко отделить от примесей перегонкой. При температуре около 2500 карбонил разлагается, образуя порошок железа: Fe (CO)5 = Fe + 5CO.

Если полученный порошок подвергнуть спеканию в вакууме или в атмосфере водорода, то получится металл, содержащий 99,98– 99,999% железа. Еще более глубокой степени очистки железа (до 99,9999%) можно достичь методом зонной плавки.

Таким образом, мы познакомились с природными соединениями металлов и способами выделения из них металла, как простого вещества.

IV. Закрепление темы.

Выполнить тестовые задания:

1. Укажите справедливые утверждения: а) все элементы d- и f-семейств являются металлами; б) среди элементов р-семейства нет металлов; в) гидроксиды металлов могут обладать как основными, так амфотерными и кислотными свойствами; г) металлы не могут образовывать гидроксиды с кислотными свойствами.

2. В каком ряду приведены символы соответственно самого твердого и самого тугоплавкого металлов? а) W, Ti; б) Cr, Hg; в) Cr, W; г) W, Cr,

3. Укажите символы металлов, которые можно окислить ионами Н+ в водном растворе кислоты: а) Cu; б) Zn; в) Fe; г) Ag.

4. Какие металлы нельзя получить в достаточно чистом виде, восстанавливая их оксиды коксом? а) W; б) Cr; в) Na; г) Al.

5. С водой только при нагревании реагируют: а) натрий; б) цинк; в) медь; г) железо.

6. Какие утверждения для металлов неверны: а) металлы составляют большинство элементов Периодической системы; б) в атомах всех металлов на внешнем энергетическом уровне содержится не более двух электронов; в) в химических реакциях для металлов характерны восстановительные свойства; г) в каждом периоде атом щелочного металла имеет наименьший радиус.

7. Отметьте формулу оксида металла с наиболее выраженными кислотными свойствами:

а) K2O; б) MnO; в) Cr2O3; г) Mn2O7.

8. В каких парах обе из реакций, схемы которых приведены ниже, позволяют получить металл? а) CuO + CO—> и CuSO4 + Zn —> б) AgNO3 —> и Cr2O3 + Al в) ZnS + O2 и Fe2O3 + h3 —> г) KNO3 —> и ZnO + C.

9. В атомах каких металлов в основном состоянии на энергетическом d- подуровне содержится пять электронов? а) титана; б) хрома; в) сурьмы; г) марганца.

10. Какой минимальный объем (н. у.) оксида углерода (II) нужен для восстановления 320 г оксида железа (III) до магнетита? а) 14,93 л; б) 15,48 л; в) 20,12 л; г) 11,78 л.

Список используемой литературы

О. С. Габриелян “Химия 9 класс”. М. “Дрофа”, 2000 год.
О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов “Настольная книга учителя химии 9 класс”. М. “Дрофа”, 2002 год.
Сост. В. А. Крицман “Книга для чтения по неорганической химии”. М. “Просвещение”, 1984 год.
В. И. Соболевский “Замечательные минералы”. М. “Просвещение”, 1983 год.
А. С. Федоров “Творцы науки о металле”. М. “Наука”, 1980 год.
А. Е. Ферсман “Занимательная минералогия”. Свердловское издательство, 1954 год.
Ю. В. Ходаков “Общая и неорганическая химия”. М. ”Просвещение”, 1965 год
2 CD “ Химия 7– 11 класс”.
CD “Уроки химии Кирилла и Мефодия 8– 9 класс”.

Поделиться страницей:

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai