Учитель химии Терентьева Людмила Григорьевна г. Духовщина 2011 г. МБОУ Духовщинская средняя общеобразовательная школа им. П.К. Козлова Металлы в природе. - презентация

1 Учитель химии Терентьева Людмила Григорьевна г. Духовщина 2011 г. МБОУ Духовщинская средняя общеобразовательная школа им. П.К. Козлова Металлы в природе. Общие способы их получения

2 Нахождение металлов в природе Самородные металлы Минералы и руды Таблица «Свойства руд железа» Металлургия Основные способы получения металлов Металлургия и экология Проверь себя Домашнее задание

3 Остальные металлы – меньше 2% Прежде чем считать звезды – внимательно посмотри под ноги. восточное изречение Al – 8,8 % Fe – 5,1 % Ca – 3,6 % Na – 2.64 % K – 2.6 % Mg – 2.1 %

4 Металлы в природе В самородном виде встречаются золото и платина В самородном виде и в виде соединений находятся в природе серебро, медь, ртуть и олово. Металлы, которые находятся в ряду напряжений до олова, встречаются в природе только в виде соединений - минералов Металлы низкой активности Активные металлы Менее активные металлы ?? ?? ??

5 Золото в природе чрезвычайно рассеяно. По распространенности в земной коре оно занимает 74 место. Но оно содержится везде: в земле, воде, в организмах растений и животных. И всё это составляет около 100 млрд. тонн. Крупнейшие в мире золотые самородки были найдены в Австралии, они весили 86 и 112 кг. Я солнцу подобно, и ярче огня, Монеты и слитки куют из меня

6 Платина относится к наименее распространенным в природе элементам. Земная кора содержит 5×10 7 % платины. В самородном состоянии встречается в основном в виде сплавов с другими металлами, например, золотом и железом. Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г. Был обнаружен в 1904 г. На букву «П» моё названье, Я с золотом дружу, И в корону для красавиц Вместе с золотом вхожу.

7 По распространенности в земной коре занимает 67 место, но запасы его в 20 раз больше, чем золота. Самый крупный самородок серебра весил 13,5 тонн. Известно я давным-давно. Чтоб не испортилась вода, Меня в походы брали. И мной героев награждали.

8 Иду на мелкую монету, В колоколах люблю звенеть, Мне ставят памятник за это И знают: имя мое - По распространенности в земной коре занимает 26 место. Самый большой самородок меди весил 420 тонн. Был найден в 1857 г. в США. Выступающие части этого самородка были отбиты каменными топорами

9 По распространенности занимает 66 место. В самородном виде встречается редко, причем чаще её находят в виде сплавов (амальгам) с золотом, серебром и палладием. Когда случайно я прольюсь – блестящим шариком качусь

10 Минералы Минералы – природные химические соединения металлов. В настоящее время известно более 4000 тысяч минералов. Только 70 из них пользуются широким распространением. Входят в состав горных пород и руд.

11 Руды Руды – содержащие минералы природные образования, в которых металлы находятся в количествах, пригодных в технологическом и экономическом отношении для получения металлов в промышленности. В основном металлы получают из оксидных и сульфидных руд. Сульфидные руды Медный колчедан - CuFeS 2 Цинковая обманка - ZnS Свинцовый блеск (галенит) - PbS Сульфид ртути (киноварь) - HgS

12 Бурый железняк (лимонит) – 2Fe 2 O 3 ·3H 2 O Среди металлов самый славный, важнейший в мире элемент.Железо Магнитный железняк (магнетит) –Fe 3 O 4 Красный железняк (гематит) – Fe 2 O 3

13 Название руды ФормулаОкраска и блеск Цвет черты на фарфоре Магнитные свойства Магнитный железняк Fe 3 O 4 Темно-серый, металлический блеск ЧернаяВыражены сильно Красный железняк Fe 2 O 3 КрасныйКрасная или красно- бурая Выражены слабо Бурый железняк 2Fe 2 O 3 · 3H 2 OБурыйБураяМагнитных свойств нет Подумайте: 1. Чем различаются руды железа? 2. Какую руду лучше использовать для получения железа? Исследование свойств руд железа ?

14 Подумайте: Какой основной химический процесс лежит в основе получения металлов? Процесс восстановления M n+ + nē = M 0 Металлургия Наука Отрасль промышленности Связаны с промышленным получением металлов из природного сырья ?

15 Основателем науки о металлах в России считается великий русский ученый М. В. Ломоносов. Ему принадлежит первый в России учебник по горному делу и металлургии. Несколько поколений русских инженеров воспитывалось на этом замечательном труде. Среди них П. П. Аносов Михаил Васильевич Ломоносов

16 Разработал способ получения булатной стали. Он впервые использовал микроскоп для исследования внутреннего строения металлов. Труды Аносова были продолжены Д. К. Черновым Павел Петрович Аносов

17 Является основоположником современного металловедения и металлографии – науки о строении металлов и сплавов. Его научные открытия легли в основу производства высококачественных чугуна и стали Дмитрий Константинович Чернов

18 Открыл процесс вытеснения металлов из растворов солей под действием других металлов и металлотермический метод. Показал, что алюминий при высокой температуре восстанавливает оксиды до металлов Николай Николаевич Бекетов

19 «Металлург», Л. Татьяничева Я в космос не летал... Но эта сталь Моя. А это значит, Помогал и я Достичь тебе Загадочной звезды, Которую держал В своих ладонях ты. Я в космос не летал... В грохочущей ночи С любовью я ковал Путей твоих лучи. Я отдых отвергал И годы напролет Сто тысяч сил впрягал В твой чудо-звездолет. Сильна моя ладонь. Сильнее, чем металл, Чем стужа и огонь... А в космос не летал! «Россия, богатая железными рудами различного свойства, не бедна и искусными руками», - писал Аносов П.П. Этими искусными руками являются руки металлургов. Профессию металлурга по значимости можно сравнить с профессией хлебороба. Хлебороб создает пищу для людей, а металлург – то, без чего не невозможно представить машины, дома технику. Поэтому людям этой профессии поэты посвящают стихи: Профессия - металлург

20 Указом Президиума Верховного Совета СССР в 1957 году был утвержден День металлурга, с тех пор третье воскресенье июля стало праздничным днем для всех работников отрасли. Россия занимает первое место по производству и экспорту никеля Второе место по производству алюминия и титана Третье место по экспорту металлопродукции Четвертое место по производству стали

21 Пирометаллургия – методы переработки руд, основанные на химических реакциях, происходящих при высоких температурах (греч. пирос – огонь). Стадии получения и уравнения реакций : медь, цинк, хром и др. Получаемые металлы: Алюминотермия – восстановление металлов из оксидов с помощью алюминия 1. Обжиг руды 2. Плавка - восстановление металлов из оксидов с помощью угля, водорода, оксида углерода (II), более активных металлов 2. Плавка - восстановление металлов из оксидов с помощью угля, водорода, оксида углерода (II), более активных металлов ZnO + C = Zn + CO 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

22 CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O 1. Природное соединение растворяют в подходящем реагенте с целью получения раствора соли этого металла CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O Гидрометаллургия методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворах. Стадии получения и уравнения реакций : Получаемые металлы: серебро, цинк молибден, золото, уран, медь и др. 2. Из полученного раствора данный металл вытесняют более активным или восстанавливают электролизом CuCl 2 (раствор) + Fe = FeCl 2 + Cu CuCl 2 (раствор) + Fe = FeCl 2 + Cu

23 методы получения металлов, основанные на электролизе, т.е. выделение металлов из растворов или расплавов их соединений с помощью электрического тока. Электрометаллургия – CuCl 2 расплав Уравнение реакции электролиза: электролиз Cu + Cl 2 Получаемые металлы: щелочные, щелочноземельные и алюминий

24 Негативное воздействие на окружающую среду: 1.Загрязнение почвы по причине массового складирования отходов. Для выработки 1 т стали необходимо 3 т сырья. Поэтому образующиеся после выплавки стали шлаки также складируют в отвалы, что крайне пагубно влияет на почву. Например, в уральском регионе скопилось 6 млрд. тонн отходов.

25 Предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу 25% металлосодержащей пыли и оксида углерода (II) от общего количества этих веществ, попадающих в атмосферу. На металлургию приходится 50 % выброса сернистого газа. Также выбрасываются токсичные для человека вещества: бензопирен, фториды, соединения марганца, вольфрама, хрома и других металлов.

26 Металлургия использует 25% от всей потребляемой российской промышленностью воды. Например, для получения 1 т. алюминия используется 1150 т. воды, 1 т. никеля – 4000 т. В водоемы возвращается % чистой воды и % загрязненной различными примесями и вредными соединениями

27 Пути решения Переработка и использование отходов Строительство очистных сооружений и замкнутых систем водоснабжения Разработка новых технологий

28 Будущее за новыми чистыми технологиями Существуют проекты добычи руды не нарушая ландшафт, с помощью биотехнологий. Используют рудные растворы с тионовыми и железо- бактериями, способными переводить нерастворимые сульфиды в растворимые сульфаты, которые подаются на гидрометаллургическую переработку. Преимущества метода: 1. Используется на месте залегания руд. 2. Не загрязняется окружающая среда.

29 ТЕСТ на тему: «Металлы в природе. Общие способы их получения.» Вариант 1 Современные очистные сооружения на предприятиях достаточно эффективны, но имеют высокую стоимость. Будучи директором крупного завода и имея в своем распоряжении значительную сумму денег, как вы поступите: а)положите в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды; б) вложите в строительство очистных сооружений; в)часть вложите в расширение производства, часть – для повышение зарплаты рабочих. Из природных веществ можно назвать рудой: а) мел; б) гранит; в) бурый железняк; г) песок Кому принадлежал первый в России учебник по горному делу и металлургии: а) Н.К. Чернову; ) П.П. Аносову; в) Н.Н. Бекетову; г) М.В. Ломоносову Гидрометаллургия представляет собой получение металлов: а) обжигом сульфидов; б) переводом их соединений в раствор с последующим восстановлением; в) обработку руды водяным паром С помощью электролиза впервые был получен металл: а) медь; б) железо; в) свинец; г) натрий

30 ТЕСТ на тему: «Металлы в природе. Общие способы их получения.» Вариант 2 Вы работаете на металлургическом заводе и случайно узнаете о неисправности в системе очистных сооружений. Как вы поступите: а) сообщите директору завода, чтобы он принял решение; б) сделаете вид, что вам ничего неизвестно о неисправности; в) скажете директору и, если он не примет меры, будете активно действовать сами К рудам не относится: а) мрамор; б) магнитит; в) галенит; г) лимонит. Среди минералов не встречаются: а) оксиды металлов; б) сульфиды металлов; в) гидриды металлов; г) силикаты металлов Металлический марганец получают алюминотермией из оксида марганца (IV)/ Составьте уравнение реакции. Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна: а) 4; б) 5; в) 6; г) 7. В настоящее время для получения хрома в качестве восстановителя чаще всего используется: а) медь; б) натрий; в) хлор; г) алюминий

31 Проверь себя Из записанных уравнений выберите те, которые относятся к пирометаллургическому способу: 2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2 ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn ZnO + CO = Zn + CO2 ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2 2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2 ZnO + CO = Zn + CO2 2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2 ZnO + CO = Zn + CO2 2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2 ZnO + CO = Zn + CO2 2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2 ZnO + CO = Zn + CO2

32 Проверь себя Fe 2 O 3 + Al O 2 FeO FeAl 2 O 3 Fe 2 O 3 + H 2 Fe H2OH2O H 2 O 2 Fe(OH) 3 + CuO + C Cu CO 2 Cu 2 O O Cr 2 O 3 + Al Al 2 O 3 Cr O 2 +

33 Зашифрованное слово

34 Изучить § 9 учебника. Выполнить задания на стр. 47 ученика: Если на уроке получена оценка «3» - 4 «4» - 5 «5» - 6 Подумайте, какие еще способы решения экологических проблем в металлургии вы можете предложить. Задание по желанию: подготовить небольшое сообщение на тему: «Микробиологические способы получения металлов» Домашнее задание

35 Использованные источники Библиографические источники: 1. О.С. Габриэлян «Химия 9 класс» М., Дрофа, 2010г. 2. О.С. Габриелян \, И.Г. Остроумов «Настольная книга учителя химии.9 класс» М., Дрофа, 2002 г. 3. Книга для чтения по неорганической химии. в 2 ч.: Ч.2 /Сост. В.А. Крицман, М.Просвещение, 1992г. 4. Неорганическая химия. Энциклопедия школьника. Гл.ред. И.П. Алимарин. М. «Советская энциклопедия» 1975г. Мультимедийные источники:

36 Берегите землю!