Реферат Изюминка Химического Элемента

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №18»

Исследовательская работа

««Изюминка» химического элемента»

Выполнила:

Раевская Александра

ученица 8 «В» класса

МБОУ «СОШ №18»

Научный руководитель:

Еналиева Галия Шавкатовна,

учитель физики

Добрый день, уважаемый Председатель и члены Комиссии!

Вашему вниманию представляется исследовательская работа на тему:

«« ИЗЮМИНКА » химического элемента».

Предмет исследования - металлургия.

Объект исследования - химические элементы.

Гипотеза-значение химического элемента для современного мира.

Цель исследования - познать «мир» данного элемента, его «ИЗЮМИНКУ» и донести до общества его «богатство» и значимость…

Достижению поставленной цели способствовала реализация ряда задач:

1. Собраны и систематизированы данные различных теоретических источников по теме.

2. Исследовать металлургию как междисциплинарную область фундаментальной и прикладной науки и техники.

3. Провести социологические исследования учащихся 8-11 классов.

4. Сделать выводы и оформить результаты исследования.

5. Обобщить и систематизировать собранные материалы для того, чтобы использовать их на уроках и во внеурочной деятельности.

В процессе работы над заявленной темой использовались элементы теоретических, эмпирических методов исследования, а также научно обоснованные методы исследования, так как цель, задачи и характер работы предполагают использование комплексной методики анализа материала.

Металлургия.

Металлургия - это основа многих сфер промышленности.

Россия - страна, обладающая мощной цветной металлургией.

Металлургические базы России:

1. Уральская

2. Сибирская

3. Центральная

В древности для создания изделий труда и оружия человек стал обрабатывать первые металлы: самородное золото, серебро, медь и метеоритное железо. Но немногочисленные находки не могли удовлетворить потребностей постоянно развивающегося человеческого общества. Так совершенствование способов обработки металлов стало важнейшим в истории цивилизации.

В более широком смысле металлургия - область науки и промышленности, занимающаяся добычей металлов из руд, переработкой металлоотходов и изготовлением из полученных металлов и сплавов разнообразных металлических изделий.

Через века и тысячелетия человек пронесет уважение к металлу и мастерам, добывающим и обрабатывающим его.

Старинная легенда повествует о таком случае. Когда закончилось строительство Иерусалима храма, царь Соломон устроил пиршество, на которое пригласил всех мастеров, принимавших участие в этой грандиозной стройке.

Долгим был спор - кто из строителей самый главный?

Каменщик, землекоп, кузнец, плотник...

« Кузнец! Благодаря инструментам им выполненным, был воздвигнут храм» - воскликнул мудрейший царь и усадил кузнеца рядом с собой на парчовые подушки и поднес ему чашу, полную вина.

Древние металлурги (с 15 века до н.э.) подметили любопытную закономерность: если в меру науглероженное железо нагреть докрасна, а потом быстро погрузить в какую-либо жидкость, например воду или масло, то металл становится намного прочнее.

Печи древних мастеров.

Грузия - в результате раскопок были обнаружены плавильные печи и формы для разливки металла, относящиеся к 4 веку до н.э. Древние металлурги выплавляли прочный металл с добавкой марганца, были найдены предметы из железа и бронзы.

В наши дни металлургическое производство представляет сложный комплекс разнообразных технологий, которые можно разделить на три этапа:

• подготовка добытой из недр земли руды.

• извлечение металла из руды методами высоко- и низкотемпературной металлургии; производство сплавов;

• изготовление из металлов и сплавов изделий способами обработки давлением.

Металлизация - процесс осаждения распыленного струей газа жидкого металла на поверхность изделия. Применяют для восстановления изношенных поверхностей деталей машин, для защиты поверхности от коррозии, изнашивания, в декоративных целях.

Выдающиеся ученые металлурги:

М. В. Ломоносов - первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, химик и физик, астроном, поэт. Пионер автоматики в России

И. И. Ползунов - русский изобретатель, создатель первой в России паровой машины и первого в мире двухцилиндрового парового двигателя.

П. М. Обухов - Русский потомственный дворянин, действительный статский советник, горный инженер, учёный-металлург, открывший способ получения высококачественной стали. Основатель крупного производства литой стали и стальных орудийных стволов в России.

Металлы

Металлы - (с греч. жила) вещества, хорошо проводящие электрический ток.

Отличительное свойство металлов - особый характер движения электронов.

Большинство изделий, машин, сооружений, которыми пользуется человек, изготовлено из металлов. Это машиностроение: автомобильный, железнодорожный, авиационный, водный и трубный виды транспорта, станки, сельскохозяйственные машины; приборостроение: аппаратура связи, радиоэлектроники и др.; объекты энергетики: атомные, тепло- и гидроэлектростанции, линии электропередач, предприятия нефтегазового комплекса, магистральные газо - и нефтепроводы; объекты промышленного и гражданского строительства, а также многие предметы быта. Основа конструкции самолета, двигателя, ракеты.

Без металлов жизнь современного человека невозможна.

Металлы делят на две группы: черные и цветные.

К группе черных металлов относят железо и его сплавы, а также марганец, ванадий, хром.

Все остальные металлы составляют группу цветных.

В свою очередь цветные металлы подразделяются на следующие подгруппы:

1. Тяжелые цветные металлы: медь, никель, свинец, олово, цинк, кадмий, кобальт, мышьяк, сурьма;

2. Легкие цветные металлы: алюминий, магний, натрий, а также бериллий, литий, барий, кальций, стронций, калий;

3. Благородные металлы: золото, серебро, платина, осмий, иридий, родий, рутений, палладий;

4. Редкие металлы:

• тугоплавкие: титан, цирконий, гафний, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений;

• рассеянные: галлий, таллий, германий, селен, теллур, индий, рубидий, цезий;

• редкоземельные: скандий, иттрий, лантан и лантаноиды (14 элементов от церия до лютеция);

• радиоактивные: радий, актиний, актиноиды (торий, протактиний, уран и заурановые элементы), полоний.

Используя один метод исследования металлов, невозможно получить информацию о всех их свойствах.

Используются методы количественного анализа.

1. Если не требуется большой точности, то используют спектральный анализ.

Спектральный анализ основан на разложении и исследовании спектра электрической дуги или искры, искусственно возбуждаемой между медным электродом и исследуемым металлом.

Зажигается дуга, луч света через призмы попадает в окуляр для анализа спектра. Цвет и концентрация линий спектра позволяют определить содержание химических элементов.

Используются стационарные и переносные стилоскопы.

2. Более точные сведения о составе дает рентгеноспектральный анализ.

Проводится на микроанализаторах. Позволяет определить состав фаз сплава, характеристики диффузионной подвижности атомов.

Металловедение - наука о металлах.

₂₆Fe - железо

Железо - металл войны, труда, искусства. Железо как элемент жизнедеятельности организма.

Простое вещество железо - ковкий металл серебристо - белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро коррозирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается на воздухе.

Диодор Сицилийский описывает необычный способ получения стали иберийскими кельтами. «Они закапывали кованые железные пластины в землю и держали их там до тех пор, пока ржавчина не съедала все слабые части. Из оставшихся более прочных частей они ковали превосходные мечи и другое оружие». А также сталь для «осталивания» инструментов и оружия кельты получали науглероживанием железа в огне древнего угля.

Двухвалентное железо содержится в гемоглобине - веществе обеспечивающем кислородом ткани живых организмов. При недостатке железа человек начинает быстро утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение.

Целебные качества с давних пор приписывались железу и благодаря его замечательным магнитным свойствам.

Через века и тысячелетия человек пронес уважение к железу и людям, добывающим и обрабатывающим его.

Первое железо, попавшее еще в глубокой древности в руки человека, было, по-видимому, не земного, а космического происхождения: железо входило в состав метеоритов, падавших на нашу планету.

Железо и сталь издавна применялись в качестве строительного материала. Фермы мостов и опоры электропередач, железнодорожные вагоны, трубы тепловых электростанций, спуск на воду океанских лайнеров и запуск космических кораблей.

₇₉Au - золото

Золото - благородный металл насыщенного желтого цвета с характерным блеском.

Физические свойства:

1. Мягкий металл желтого цвета

2. Тяжелый металл (p=19,32г/см³)

3. Температура плавления 1064,18 градусов

4. Температура кипения 2856 градусов

Химические свойства:

1. Инертный металл

2. Не образует оксидов

3. Устойчивая степень окисления золота в соединениях +3

Золото! Ни один другой металл не играл столь зловещей роли в многовековой истории человечества. За право владеть им велись кровопролитные войны, уничтожались целые государства и народы, совершались тяжкие преступления. Сколько горя, страданий и мук принес людям этот красивый желтый металл…

История золота - это история цивилизации.

Первые крупицы этого металла попали в руки людей несколько тысячелетий назад, и тогда же он был возведен человеком в ранг драгоценного.

Самой богатой золотом страной древнего мира считался Египет. Приблизительно два с половиной тысячелетия назад появились первые золотые монеты.

Золото, которым славилась великая империя инков, считалось у них священным металлом, металлом бога Солнца.

Добыча золота в России началась в середине 18 века, после того как в 1745 году крестьянин Ерофей Марков во время поисков хрусталя для Троицкой лавры открыл на берегу уральской реки Березовки первое месторождение этого металла. Урал стал колыбелью отечественной золотопромышленности .

Золото - один из самых тяжелых металлов.

Чистое золото - очень мягкий и пластичный металл. Кусочек его величиной со спичечную головку можно вытянуть в проволоку длиной более трех километров или расплющить в прозрачный голубовато-зеленый лист площадью 50 квадратных метров.

Золото часто называют «царем металлов», окружают ореолом славы, ценят и почитают. И тем не менее судьба его незавидна: ведь золото - вечный узник.

₂₉Cu - медь

Медь - ковкий металл желтого цвета с красноватым отливом, хорошо проводит электричество и тепло.

В природе встречается в самородном виде. Малая температура плавления.

Медь вместе с золотом, серебром, железом, оловом, свинцом и ртутью входит в «великолепную семерку» металлов. Малахит является одним из минералов меди - металл, с которым неразрывно связана вся история цивилизации.

Медь обладает хорошей ковкостью, сравнительно легко обрабатывается. Постепенно человек научился добывать медь из руд. Медь можно встретить в трансформаторе и автомобильном двигателе, в телевизоре и радиоприемнике, в сложнейших электронных устройствах и металлообрабатывающих станках.

Медный век: техники горячей ковки и литья. Этому способствовало развитие гончарного производства. Человек научился создавать печи и керамические формы для отливки меди, что и легло в основу зарождения металлургии. Поэтому следующим важным этапом в истории металлургии стала добыча меди и других металлов из горной породы.

Имеются доказательства того, что уже в V тыс. до н. э. залежи меди разрабатывались в Центральной Югославии и Центральной Болгарии. Но медные изделия были достаточно мягкими и легко гнулись. Вероятно, бронза была открыта случайно, когда в тигель, в котором плавилась самородная медь, попало немного олова. Новый материал по своим свойствам существенно превосходил медь.

В истории войн бронза занимает особое место. Из нее изготавливали оружия бронзового века, в том числе длинные мечи. Изделия сложной формы проще было отлить из бронзы, нежели выковать из железа.

₁₃Al - алюминий

Алюминий - легкий металл серебристо - белого цвета, легко поддающейся формовке, литью механической обработке. Обладает высокой тепло - электропроводностью стойкостью к коррозии.

Алюминий обладает еще одним ценным свойством: он не разрушает витамины. Поэтому из него изготовляют аппаратуру для маслобойной, сахарной, кондитерской, пивоваренной промышленности. Уже создана алюминированная ткань, которая обладает замечательным свойством: она «умеет» и согревать, и охлаждать.

Физические свойства:

1. Плотность алюминия = 2,7 г/см3

2. Температура плавления 658 градусов

3. Температура кипения 2500 градусов

Применение:

1. Тепловое оборудование

2. Изготовление зеркал

3. Столовые приборы

4. Военная промышленность

5. Ювелирные изделия

₄₇Ag - серебро

Серебро - ковкий, пластичный благородный металл серебристо-белого цвета.

Серебро обладает замечательным свойством. Будучи растворено в воде, оно убивает находящиеся в ней болезнетворные бактерии. Древние римляне начали чеканить серебряные монеты с 269 года до н. э.

Серебро издавна применяли и в ювелирном деле: из него изготовляли чайные и столовые сервизы, кубки, бокалы, пудреницы, портсигары, табакерки и другие предметы роскоши. Славились школы резьбы и чеканки по серебру новгородских серебряных дел мастеров.

С середины прошлого века и по сей день серебро используют в производстве зеркал. Стекло, покрытое тонким слоем серебра, обладающего максимальной из всех металлов отражательной способностью, служит не только предметом нашего быта, но и инструментом врачей, деталью телескопов, микроскопов и других оптических приборов. Из него делают проволоку для точнейших физических приборов, изготовляют наиболее ответственные клеммы разнообразных реле, серебряными припоями паяют важные детали радиоаппаратуры.

Серебро настолько пластично, что из него можно изготовить прозрачный листик толщиной всего 0,00003 сантиметра, а серебряная крупица, которая весит 1 грамм, может быть превращена в проволоку длиной около 2 километров!

Чистое серебро - красивый белый металл.

Использованная литература

Ю.Г. Гуревич « Металлурги изобретают »

Г.Д. Харлампович « Черный хлеб металлургии »

Л.М. Вишневецкий « Металлург нажимает кнопку »

Ю.И. Равлин « Металлы и их заменители »

Н.И. Шалимова « Черная металлургия - что это?»

В.С. Власов « Металловедение »

А.В. Третьяков « О прокате металлов »

С. И. Венецкий « От костра до плазмы »

Б.И, Казаков « Осколки Луны »

Г.Н. Фадеев « Мир металлов и сплавов »

В.В. Алексеев « Металлургия Урала с древних времен до наших дней »

С.И. Венецкий « Рассказы о металлах »

Б.А. Кузьмин « Технология металлов и конструкционные материалы »

А.Б. Мигдал « Энциклопедический словарь юного физика »

Т.С. Хачатуров « Энциклопедический словарь юного техника »

Ш.Я. Коровский «Летающие металлы »

М. Беккерт « Железо »

С.И. Венецкий « В мире металлов »

Интернет ресурсы:

https://yandex.ru/images/