Ашық сабақ Металдар мен құймалар 10-сынып

1 слайд
Металдар және құймалар

2 слайд
МЕТАЛДАР Металдар  —  электр тоғы  мен жылуды жақсы өткізетін, пластикалық қасиеті жоғары, жылтыр заттар. Мұндай қасиеттердің болуы металдардың ішкі құрылымымен байланысты. Металдардың (сынаптан басқа)  кристалдық тор  көздерінде металл  атомдары  орналасқан. Олар бір-бірімен металдық байланыспен байланысады. Металдардың иондану энергиясы аз болғандықтан олардың валенттік электрондары оңай бөлініп, бүкіл кристалдың бойында еркін қозғала алады. Сондықтан олардың жиынтығын  электрон газы  деп те атайды. Су ерітінділеріндегі реакциялар үшін металдың активтілігі оның активті қатардағы орнына байланысты. Темір мен оның құймалары ( шойын ,  болат ) қара металдар, ал қалғандары түсті металдар;  алтын ,  күміс ,  платина  химиялық  реактивтерге  төзімділігіне байланысты асыл металдар; сумен әрекеттесіп сілті түзетін металдарды сілтілік ( L і, Na, K, Rb, Cs), ал  жер қыртысының  негізін құрайтындарын сілтілік жер металдар; массалық үлесі 0,01%-дан аспайтындарын сирек металдар деп атайды. Өнеркәсіпте металдарды негізінен  пирометаллургия ,  гидрометаллургия  және  электрметаллургия  әдістерімен алады. Металдар электр сымдарын, тұрмысқа қажет бұйымдар ( қазан ,  балға , т.б.) жасауда, т.б. кеңінен қолданылады.

3 слайд
Металдардың химиялық қасиеттері

4 слайд
Табиғатта көп кездесетін металдар • Al (8,1%) • Fe (4,65%) • Ca (3,6%) • Na (2,64%) • K (2,5%) • Mg (2,1%) • T і (0,57%) • Mn (0,1%) • Ba (0,05%) • Sr (0,03%) • Қалғандары (0,1365%)

5 слайд
Металдарды алу тәсілдері Құрамында металл қосылыстары бар минералдар мен тау жыныстарынан металды өнеркөсіптік жолмен беліп алу экономикалық тиімді болса, олар кен деп аталады. Металдар табиғи кендерден алынады. Кендегі металды бос жынысынан айыру арқылы байыту жүргізіледі — олардың бірі флотацияәдісі. Алу әдістері металдардың химиялық белсенділіктеріне негізделген.

6 слайд
Металлургия Металлургия –  ғылымның , техниканың,  өнеркәсіптің  кеннен немесе басқа да материалдардан металл алу процестерін, сондай- ақ металл қорытпаларға олардың химиялық құрамы мен құрылымын өзгерту арқылы қажетті қасиеттер беру процестерін қамтитын саласы. Металлургияға кендерден металдарды ажыратып алуға дайындау мақсатымен кентастарды өңдеу процестері ( уату ,  байыту ,  кесектеу , т.б.); кентастар мен басқа материалдардан металды бөліп алу процестері, металдарды қажетсіз қоспалардан тазарту; металдар мен қорытпалар өндіру; металдарды термиялық, химия-термиялық және термомеханикалық өңдеу; металдарды қысыммен және құймалап өңдеу; металл бұйымдардың бетін әрлеу не қорғау мақсатында басқа металл қабатымен қаптау, т.б. жатады. Түсті және қара металлургия, галламды, өте жоғары температурада (2000 – 20000 К) өтетін  плазмалы  және  лазермен  өңделетін металлургия болып ажыратылады; орындалатын процестерге байланысты пирометаллургия және гидрометаллургияға бөлінеді.

7 слайд
Металлургия түрлері Қара металлургия – қара металдар өндіру барысында кен шикізатын қазып алудан бастап, оны өңдеп  шойын ,  ферроқорытпа ,  болат ,  илек ,  құбыр ,  рельс , т.б. өнімдерді алуды қамтитын металлургия саласы.  Қазақстан  қара металлургиясының байлығы мен болашағы – темір  кендері . Оның негізгі қорлары  Қостанай ,  Қарағанды  және  Жезқазған  облыстарында шоғырланған. Қара металл шикізатының базасы  Соколов-Сарыбай  және  Лисаков  кен байыту комбинаттарында комбинатында өндіріледі .01 02 Түсті металлургия – кен шикізаттарын өндіру мен өңдеуден бастап, дайын өнім алуға дейінгі түсті металдар мен олардың қорытпаларын алу өндірісін қамтиды. Түсті металдардың вакуумдық металлургия саласы жақсы жолға қойылды.

8 слайд
03 Галламды металлургия – су ерітінділерінен галламдарды (галлийдің электрлік теріс зарядталған басқа металдармен сұйық қорытпасы) химиялық жолмен қалпына келтіру арқылы металдар мен олардың қосылыстарын алу процестерін зерттейді. Металлургияның бұл жаңа саласы дүние жүзінде алғаш рет  Қазақстанда   1960  жылдары жасалды. Алюминий  галламындағы сілтілі ерітінділерден алынған галлийдің цементтелуін зерттеу жөнінде үлкен ғылыми жұмыстар жүргізілді. Плазма металл бетін тазалауда және әр түрлі беттерді металмен қаптау технологиясында,  термоядролық зерттеулерде , плазма химиясында, т.б. қолданылады. Плазма металлургияда қиын балқитын металдар мен олардың қосылыстарын алуда аса қажет .

9 слайд
Металдардың тіршіліктегі маңызы Жер бетіндегі тіршілік металдарсыз мүмкін емес болар еді. Жасыл өсімдіктерде фотосинтез процесі жүру үшін хлорофилл керек, ал хлорофилдің қалыптасуы үшін магний қажет. Кальций сүйектер мен тістерді мықты және берік қылатын кальций қосылыстарын алуда маңызды рөл атқарады. Ал оттегіні бүкіл ағзаға эритроциттер арқылы тасымалдайтын гемоглобин ақуызын және бұлшықеттерде оттегіні байланыстыратын миоглобин ақуызын өндіру үшін темір қажет. Мыс ұлулар, өрмекшілер және ірі теңіз шаяндарының қанында оттегін тасымалдап, гемоглобин сияқты рөл атқаратын гемоцианин ақуызы үшін қажет. Мырыш ағзамыздағы ферменттердің тиімді жұмыс жасауы үшін қажет, ал кобальт атомдары В12 дәруменінде кездеседі. Молибден мен темір кейбір өсімдіктердің тамыр түйнектерінде атмосферадағы азотты “өңдеуші” бактериялар қолданатын нитрогеназ ферменті үшін маңызды рөл атқарады.

10 слайд
Құймалар Құймалар  — қажетті қасиеттері бар, екі немесе одан да көп компоненттен түзілген, оның біреуі міндетті түрде металл болатын қосылыстар. Құйманың компонеті қасиеттері металға ұқсас бейметалл болуы да мүмкін, бірақ оның атомдарының радиустарының өлшемі әр-түрлі. (мысалы  бор ,  көміртек ,  мышьяк ,  кремний ). Көптеген  металдар  балқытқанда оңай араласып, біртекті қоспа түзеді, ол салқындағанда құйма түзіледі. Ерте кезден- ақ адамдар таза металға қарағанда олардың құймаларының қасиеттері пайдалы екенін байқаған. Алғаш алынған  мыстың  құймасы -  қола  болатын. Оның атымен бүтіндей тарихи кезең -  қола ғасыры  аталды. Таза мыс тым жұмсақ. Сондықтан одан қаттылықты қажет етеін бұйымдар жасау қиынға соқты. Қола алу үшін мысқа  қалайы  қосады. Қола мыс пен қалайыға қарағанда қатты болады. Оның қаттылығы  болаттың  қаттылығына жуық. Одан ертеде  пышақ ,  балта ,  қару-жарақ  т.б. тұрмыстық бұйымдар жасалған.

11 слайд
Қоғам дамыған сайын , адамдар құрам бөліктерін өзгерту арқылы әртүрлі құймалар алуға болатынын түсінді. Техниканың әр түрлі саласына қажет материалдарға деген сұраныстың өсуі, таза металдың қолдану аясын тарылтып, қажетті қасиеттері бар құймаларды көп өндіруге әкеледі. Осы күнгі техникада 10000-нан астам құймалар қолданылады. Мұның өзін шегіне жетті деуге болмайды. Қажетті қасиеттері бар құймаларды іздеу күн тәртібінен ешқашан түскен емес. Техникада құйманың әр түрлі қасиеттері қолданылады. Мысалы  дәнекерлеу  үшін  балқу температурасы  төмен металл қажет болса,  ғарыштық зымырандардың  сыртын қапауға қиын балқитын металдар керек. Ерекше құймалар электротехникада қолданылады. Кейде құймалардың  электр тогын  жақсы өткізуі қажет. Ал құйма қыздыру аспаптарында қолданылатын болса, онда оның кедергісі жоғары болуы қажет. Кез-келген металл өзара құйма түзе бермейді. Мысалы,  тығыздықтарының  әртүрлілігіне байланысты  темір  мен  қорғасын  немесе  висмут  балқытқанда бір-бірімен араласпайды.

12 слайд
Құймалардың түрлері Механикалық қоспа Кейбір құймалар салқындаған кезде  механикалық қоспа  түзеді, онда әрбір компонеттің кристалдары жеке күйінде кездеседі. Оған мысал ретінде  Pb - Sb   құймасын келтіруге болады. Бір-бірінде шексіз еритін  атомның  (ионының) радиусында айырмашылығы үлкен, кристалл торы әртүрлі металдар балқымасынан  механикалық қоспа  түзіледі. Әр металл жеке кристалданады. Третник – осындай құймалар қатарына жатады.01 Интерметалидтер Егер құйма түзетін металл өзара әрекеттесетін болса, онда салқындатқан кезде химиялық қосылыс –  интерметалидтер  түзіледі. Оған мысал ретінде  магний - қорғасын  құймасы жатады. Көптеген металдар бір-бірімен бірнеше қосылыс түзеді.02

13 слайд
03 Қатты ерітінді Сұйық металдар кез-келген мөлшерде араласады және салқандатқанда қатты орынбасу ерітіндісі түзіледі. Мұндай құйманы атомдарының радиусы шамалас және біртипті кристалдық торда орналасатын металл атомдары түзеді.Қатты орын басу ерітінділері алтынды күміспен, мысты никельмен балқытқанда алынады. Сонымен қатар, темірдің көміртекпен құймасы – болатты алуға болады. Балқыған металдар иондарының мөлшері және кристалдық торларының пішіндері сәйкес келгенде түзілетін құйма -  қатты ерітінді  деп аталады .

14 слайд
Құймалардың қасиеттері Құймалар өздерінің беріктілігімен, қаттылығымен және өзіндік қасиеттерімен металдардан ерекшеленеді . Мысалы, алюминийден, магниден, марганецтен, мыстан және никельден тұратын құйма, яғни, дюралюмин алюминийге қарағанда, 4 есе берік болады.

15 слайд
Машина жасау өндірісіндегі құйманың маңызы Машина жасау өнеркәсібінің негізгі шикізаты - қара және түсті металдар. Бұрын машина жасау өнеркәсібіне шойын, болат, жез, қола ғана пайдаланылған болса, қазіргі кезде жоғары температураға шыдамды, коррозияға берік болаттың көптеген түрлері пайдаланылады. Жаңа материялдардан реактивті қозғалтқыштар, газ құбырлары, атом ракеталары, бақылау қондырғылары және басқа бөлшектер қолданылуда.

16 слайд
Елімізде машина жасау өнеркәсібі аспаптар мен жабдықтардың 2 мыңнан астам түрлерін шығарады. Белдіктер мен автомат желілері, теміржолдың қозғалмалы бөлшектері, автомобиль, кеме, ұшақ, т.б машина түрлері құймалардан дайындалған.

17 слайд
Қорытынды Қорытындылай келе біз металдардың және құйымалардың бірнеше түрлерімен оларды табу жолдарымен таныстық. Металлургия саласымен оның қазақстанға қай жылдары келгенін және оның 3 түрі бар екенін білдік. Құймалардың балқу температурасын, оның балқыған кезінде екі яғни біртекті және әртекті болып бөлінетінін түсіндік, құйманың машина, ұшақ, кеме және белдіктер мен автомат желілері өндірісіндегі маңызын ұйғардық.

18 слайд
НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒ А РАХМЕТ