Кадмий, его особенности и области применения

 Кадмий (Cd) – белый металл (по цвету сходен с цинком), мягкий. Пластичный. Ковкий. Плотность 8,65 г/см³; температура плавления 321°С; твердость по Бринелю 16 (по Моосу 2,5).

 Кадмий имеет значительно большую химическую стойкость в сравнении с цинком. На воздухе быстро тускнеет, покрываясь стойкой защитной пленкой, предохраняющей его от дальнейшего разрушения. При нагревании на воздухе превращается в бурый порошок, выделяя бурые пары. Пары и соли кадмия ядовиты. Кадмий легко растворяется в азотной кислоте, хуже в соляной и серной, разбавленные соляная и серная почти на него не действуют. Кадмий является одним из компонентов большинства золотых припоев, применяемых в ювелирном производстве.

 

Ртуть, особенности и области применения

  Ртуть (Нg) – единственный жидкий металл, зеркально-белого цвета, тяжелый. Обладает высокой отражательной способностью. Плотность 13,52 г/см³, температура плавления - -38,97°С.

На воздухе ртуть стойка, но даже при комнатной температуре выделяет ядовитые пары. На ртуть не действуют щелочи, разбавленные соляная и серная кислоты. Легко растворяется в азотной, даже слаборазбавленной, и концентрированной серной кислотах. Ртуть легко вступает в соединения со многими металлами, образуя сплавы (амальгамы). Особенно легко ртуть амальгамирует с золотом, на этом принципе основано отделение золота от пустой породы. Применяют ртуть также при огневом золочении и серебрении.

 

8.7. Особенности работы и техника безопасности при работе с легкоплавкими металлами и их сплавами

 

  Вышеперечисленные металлы являются компонентами легкоплавких сплавов. Их подбирают в сочетаниях, обеспечивающих образование многофазной многокомпонентной эвтектики, состоящей из двух, трех и более фаз.

 Поскольку температура плавления этих металлов невысока, их можно плавить практически любой горелкой. Чтобы снизить окисление, используют высокие тигли и ковши. При плавлении металл можно защищать от кислорода оливковым или льняным маслом или жиром. Жир растекается по поверхности расплавленного металла, а при отливке металл выскользнет из-под него.

 Пары этих металлов ядовиты. Нагревать их необходимо под вентиляционным колпаком или используют вентилятор, установив его за плечом так, чтобы движение воздуха было направлено от работающего. Свинец всасывается через кожу. Поэтому после работы с любым сплавом, содержащим свинец, следует тщательно мыть руки. Нельзя есть, пить и курить в помещении, где работают с указанными металлами.

 Все перечисленные металлы (включая висмут) нагретые выше температуры плавления, разъедают золото, платину, серебро, медь, бронзу и т.п. Для них следует использовать отдельные инструменты и хранить их следует отдельно.

 Удалить их можно механической обработкой или используя один из следующих растворов: 1)3 части ледяной уксусной кислоты + 1 часть перекиси водорода; 2) 8 частей фторборной кислоты + 1,6 частей 30% перекиси водорода + 22 части воды.

 

Контрольные вопросы:

1. Какой легкоплавкий металл применяется для изготовления корпуса карбюратора двигателя.

2. Какой легкоплавкий металл в качестве легирующего применяется для пластин аккумуляторов?

3. Какой легкоплавкий металл расходуется на производство белой жести, используемой главным образом для изготовления консервных банок.  

4. Какое явление называется «оловянной чумой»?

5. Какую структуру должны иметь сплавы, предназначенные для изготовления вкладышей под­шипников скольжения?

6. Опишите технологию работы с легкоплавкими сплавами.

7. Какова техника безопасности при работе с указанными сплавами?

8. Каковы меры предосторожности при одновременной работе с этими сплавами и драгоценными металлами?

 

Серебро и его сплавы

Природные минералы серебра. Самородное серебро

  В природе серебро образует свыше 60 минералов, в которых находится в различном состоянии. Чаще всего серебро присутствует в виде сульфидных соединений с высоким содержанием серебра (до 87 %) и в рудах цветных металлов (цинка, свинца и др.).

 Из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Содержание его в земной коре составляет 1^.10^-5 % (по массе), что в 20 раз превышает содержание золота и приблизительно равно содержанию металлов платиновой группы. Самородное серебро встречается значительно реже самородного золота, так как легче образует соединения с другими элементами.

 Самородное серебро представляет собой природный сплав с золотом, медью, железом, висмутом, ртутью, платиной и другими элементами. Встречается в виде неправильных зерен, пластинок, листочков, проволочных и нитевидных выделений. Крупные самородки чрезвычайно редки и могут достигать сотен килограммов.

 

Промышленные способы получения серебра

 Основными источниками серебра являются комплексные руды цветных металлов, из которых серебро извлекается попутно со свинцом, цинком, медью, никелем, а также золотом и ураном. Извлечение серебра из серебросодержащих минералов производится посредством амальгамии и цианирования, в зависимости от характера сырья. Полученный продукт подвергается аффинажу. Принцип аффинажа заключается в растворении серебра на аноде и осаждении его кристаллов на катоде. Осажденное серебро после фильтрации и промывки подвергается плавке. А нерастворимый анодный шлам, содержащий золото, платину подвергается дальнейшей обработке. Аффинированное серебро выпускается в слитках различной массы, в порошке, а также в гранулах. Степень чистоты серебра может достигать 99,9999 %.

 

Свойства серебра

 Серебро (Ag) – металл белого цвета, является самым электро- и теплопроводным металлом. Плотность серебра 10,50; температура плавления 963 ºC. Твердость по Бринеллю 16.7. Кристаллическая решетка - гранецентрированная кубическая.

 Полированное чистое серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе. Однако под воздействием сероводорода воздуха со временем покрывается темным налетом - сульфидом серебра Аg₂S.. Озон также оставляет на поверхности серебра черный налет. Хром, бром, йод реагируют с ним даже при комнатной температуре. Серебро устойчиво к действию влажной среды, не взаимодействует с органическими кислотами, с растворами щелочей, азотом, углеродом, устойчиво по отношению к кислороду. Серебро устойчиво к действию соляной и плавиковой кислот. Разбавленная серная кислота также не растворяет его. Царская водка, которая растворяет золото, на поверхности серебра оставляет защитную пленку хлорида серебра. Серебро легко растворяется в азотной кислоте и концентрированной серной при нагревании. Растворяется серебро в цианистых щелочах, хорошо соединяется с ртутью, образуя серебряную амальгаму.

  Серебро - очень тягучий, пластичный и ковкий, режется ножом. Серебро тверже золота, но мягче меди. Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Очень хорошо полируется, имеет наивысшую отражательную способность. Отожженное чистое серебро имеет твердость по Виккерсу 26. Холодная обработка увеличивает твердость по Виккерсу до 95-100.