Властивості металів значною мірою залежать від наявності в них домішок. У багатьох галузях науки і техніки застосовуються високочисті та надчисті метали. Для очищення металів використовують цілий ряд спеціальних прийомів та в. Розглянемо деякі з них.
Переплавлення та перегонка у вакуумі. При цьому використовують різницю температур кипіння металу і домішок, що містяться в ньому. Внаслідок нагрівання розплаву металу у вакуумі з нього видаляються леткі домішки. В процесі перегонки у вакуумі спочатку випаровують більш леткі домішки, потім переганяють метал, що очищують. Цей метал після конденсації збирають в окремий приймач. У залишку знаходяться менш леткі домішки. Вакуум під час перегонки застосовують для зниження температур кипіння і видалення газів, які можуть окиснювати метал (кисень) або (водень, азот та ін.) утворюють з ним хімічні сполуки, що погіршують його фізичні характеристики.
Електрохімічне рафінування металівбазується на різниці окисно-відновних потенціалів металу, що очищують, та домішок. Так, для очищення міді зразок чорнової міді, одержаної пірометалургійним що містить як більш активні (Zn, Fе, Ni, Рb), так і менш активні (Аg, Аu, Рt та ін.) метали, а також неметали й складні речовини (Sі, С, SіО2 та ін.), розміщують на аноді. Катодом слугує пластинка з чистої міді, електролітом - розчин, що містить сульфат купруму та сульфатну кислоту. Мідь на аноді окиснюється: Сu = Сu2+ + +2, а разом з нею окиснюються і переходять у розчин більш активні метали, у яких потенціал, що відповідає рівновазі Меn+ + 2= Ме, є більш негативним, ніж у міді (Zn = Zn2+ + 2, Fе = Fе2+ + 2та ін.). Менш активні метали, неметали і складні речовини, які не окиснюються, утворюють анодний шлам (осад), який використовують потім для добування благородних металів. На катоді йони Сu2+ відновлюються (Сu2+ + 2= Сu), а йони більш активних металів залишаються у розчині, оскільки є більш слабкими окисниками. Таким чином, на катоді виділяється чиста мідь.
Для ряду металів ефективним методом очищення є термічний розклад летких сполук. Як приклад може слугувати процес очищення титану, що базується на реакції розкладу леткого йодиду титану (IV). При дії йоду на зразок титану вже за 300°С відбувається реакція:
Дослідження залежності ККД від кута нахилу похилої площини
Мета: Встановити експериментально залежність ККД від кута нахилу похилої площини до горизонту; порівняти результати експериментально одержаної залежності та теоретично отриманого співвідношення.
Обладнання: Похила площина, динамометр, вимірювальна стрічка або лінійка, брусок, транспортир.
Теоретичні відомості
ККД похилої площини є відношення корисної роботи до затраченої , тобто:
; , (1)
де – маса тіла;
– висота похилої площини;
– прискорення вільного падіння;
– сила, необхідна для рівномірного руху тіла вгору по похилій площині;
– довжина похилої площини.
З малюнка
, (2)
де – коефіцієнт тертя;
– кут нахилу похилої площини.
Підставивши (1) в (2) одержимо:
(3)
Щоб знайти коефіцієнт тертя , розмістимо брусок на похилій площині і піднімаючи її за один кінець знайдемо граничний кут, при якому брусок буде ковзати в низ. Це станеться тоді, коли скочуюча сила , звідки:
Властивості металів значною мірою залежать від наявності в них домішок. У багатьох галузях науки і техніки застосовуються високочисті та надчисті метали. Для очищення металів використовують цілий ряд спеціальних прийомів та в. Розглянемо деякі з них.
Переплавлення та перегонка у вакуумі. При цьому використовують різницю температур кипіння металу і домішок, що містяться в ньому. Внаслідок нагрівання розплаву металу у вакуумі з нього видаляються леткі домішки. В процесі перегонки у вакуумі спочатку випаровують більш леткі домішки, потім переганяють метал, що очищують. Цей метал після конденсації збирають в окремий приймач. У залишку знаходяться менш леткі домішки. Вакуум під час перегонки застосовують для зниження температур кипіння і видалення газів, які можуть окиснювати метал (кисень) або (водень, азот та ін.) утворюють з ним хімічні сполуки, що погіршують його фізичні характеристики.
Електрохімічне рафінування металівбазується на різниці окисно-відновних потенціалів металу, що очищують, та домішок. Так, для очищення міді зразок чорнової міді, одержаної пірометалургійним що містить як більш активні (Zn, Fе, Ni, Рb), так і менш активні (Аg, Аu, Рt та ін.) метали, а також неметали й складні речовини (Sі, С, SіО2 та ін.), розміщують на аноді. Катодом слугує пластинка з чистої міді, електролітом - розчин, що містить сульфат купруму та сульфатну кислоту. Мідь на аноді окиснюється: Сu = Сu2+ + +2, а разом з нею окиснюються і переходять у розчин більш активні метали, у яких потенціал, що відповідає рівновазі Меn+ + 2= Ме, є більш негативним, ніж у міді (Zn = Zn2+ + 2, Fе = Fе2+ + 2та ін.). Менш активні метали, неметали і складні речовини, які не окиснюються, утворюють анодний шлам (осад), який використовують потім для добування благородних металів. На катоді йони Сu2+ відновлюються (Сu2+ + 2= Сu), а йони більш активних металів залишаються у розчині, оскільки є більш слабкими окисниками. Таким чином, на катоді виділяється чиста мідь.
Для ряду металів ефективним методом очищення є термічний розклад летких сполук. Як приклад може слугувати процес очищення титану, що базується на реакції розкладу леткого йодиду титану (IV). При дії йоду на зразок титану вже за 300°С відбувається реакція:
Дослідження залежності ККД від кута нахилу похилої площини
Мета: Встановити експериментально залежність ККД від кута нахилу похилої площини до горизонту; порівняти результати експериментально одержаної залежності та теоретично отриманого співвідношення.
Обладнання: Похила площина, динамометр, вимірювальна стрічка або лінійка, брусок, транспортир.
Теоретичні відомості
ККД похилої площини є відношення корисної роботи до затраченої , тобто:
; , (1)
де – маса тіла;
– висота похилої площини;
– прискорення вільного падіння;
– сила, необхідна для рівномірного руху тіла вгору по похилій площині;
– довжина похилої площини.
З малюнка
, (2)
де – коефіцієнт тертя;
– кут нахилу похилої площини.
Підставивши (1) в (2) одержимо:
(3)
Щоб знайти коефіцієнт тертя , розмістимо брусок на похилій площині і піднімаючи її за один кінець знайдемо граничний кут, при якому брусок буде ковзати в низ. Це станеться тоді, коли скочуюча сила , звідки:
.
Тоді формула (3) набуває вигляду:
Объяснение: