Wyniki badań wskazują na to, że metale trafiły na naszą planetę przypadkowo, jako część składowa asteroidów, które w nią uderzały. W trakcie powstawania Ziemi, płynne żelazo oraz inne substancje o dużej gęstości – w tym metale, takie jak nikiel, złoto i platyna – przemieszczały się w stronę środka planety, formując jej jądro.  Jądro Ziemi zawiera prawdopodobnie tyle metali, że wystarczyłoby ich na pokrycie całej powierzchni Ziemi warstwą o grubości czterech metrów.
MetalemetaleMetale są wykorzystywane przez człowieka od wieków. Każdego roku odnotowuje się jednak straty spowodowane korozją materiałów wykonanych między innymi z żelaza i jego stopów. W jaki sposób można zapobiegać procesom korozji? Czy samonaprawiające się materiały pozostają w sferze marzeń, czy może już są rzeczywistością?

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • właściwości substancji zaliczanych do właściwości fizycznych oraz zaliczanych do właściwości chemicznych;

  • sposób określenia właściwości fizycznych i chemicznych oraz sposób rozróżnienia ich;

  • symbole pierwiastków chemicznych;

  • kryteria klasyfikacji mieszanin;

  • zasady bezpieczeństwa, które należy zachować w szkolnej pracowni chemicznej.

Nauczysz się
  • wskazywać położenie metali w układzie okresowym pierwiastków;

  • opisywać właściwości fizyczne charakteryzujące metale;

  • podawać przykłady zastosowania metali w życiu codziennym;

  • projektować i przeprowadzać doświadczenia pozwalające na zbadanie wybranych właściwości fizycznych metali;

  • wyjaśniać, na czym polega proces korozji i proponować sposoby zabezpieczania przed rdzewieniem wyrobów zawierających w swoim składzie żelazo;

  • planować i przeprowadzać doświadczenia pozwalające porównywać właściwości fizyczne metali.

iHRxJuo0Jw_d5e223

1. Od kiedy znane były metale?

1
Polecenie 1

Wypisz nazwy przynajmniej dziesięciu przedmiotów z Twojego otoczenia, które częściowo lub w całości zostały wykonane z metali.

RkgqBqK1pfYCg
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Człowiek zaczął stosować metale już pod koniec epoki kamienia. Do najwcześniej poznanych metali należą m.in.: złoto, miedź, srebro. Już przed naszą erą wykonywano z nich ozdoby i biżuterię, ale przede wszystkim, w miarę rozwoju cywilizacji, metalowe narzędzia. W dzisiejszych czasach trudno jest wyobrazić sobie życie bez metali.

Galeria: srebro, złoto i miedź – metale znane od starożytności

Dla zainteresowanych

Złoto i srebro przez wieki były najbardziej cenionymi metalami. Przede wszystkim, ze względu na rzadkość występowania, były bardzo drogie. Bito z nich monety, wytwarzano biżuterię. Po dzisiaj są elementami wielu cennych wyrobów jubilerskich.

W celu poznania historii wykorzystywania złota, zapoznaj się z informacjami zawartymi w poniższej animacji.

R4EXJdALcePAq
Na filmie ukazano gdzie niegdyś wydobywano złoto w Europie, opisano jego rolę w społeczeństwie, a także przedstawiono ciekawostki na jego temat.

2. Metale – położenie w układzie okresowym

Na poniższym schemacie przedstawiono uproszczony podział substancji chemicznych.

RVYmRGz6kR1hK
Podział substancji
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zwróć uwagę, że metale to substancje proste, a więc pierwiastki chemiczne. W układzie okresowym położone są głównie w jego lewej i centralnej części.

R2hV7cA11ZtXd1
Układ okresowy pierwiastków chemicznych z zaznaczonymi na zielono metalami
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W przyrodzie, w stanie wolnym (niezwiązanym z innymi pierwiastkami) występują jedynie nieliczne z metali. Należą do nich m.in.: srebro, złoto, miedź, platyna. Większość metali występuje w przyrodzie zwykle w postaci tak zwanych rudrudy metalirud (w uproszczeniu, w postaci związków chemicznych z innymi pierwiastkami). Czyste metale można pozyskać, poddając odpowiednie rudy określonym procesom metalurgicznym.

Dla zainteresowanych

W poniższej galerii zamieszczono zdjęcia wybranych rud niektórych metali.

Galeria: Rudy wybranych metali

Ciekawostka

Pilbara to region w Australii cechujący się niewielkim zaludnieniem i dużym znaczeniem gospodarczym. W latach 2018 2019 pochodziło stamtąd ponad 50   % wydobywanej na świecie rudy żelaza. To głównie ona nadaje tamtejszej glebie charakterystyczną (rdzawą) barwę, dobrze widoczną z dużej wysokości. Region ten jest bogaty również w rudy innych metali, m.in.: manganu, złota, cyny, miedzi.

R1xuNKSVEE4e2
Pilbara – złoża żelaza i manganu
Źródło: Graeme Churchard, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.
iHRxJuo0Jw_d5e337

3. Jakie właściwości mają metale?

Wykonanie polecenia 1 i wskazanie metalowych przedmiotów w Twoim otoczeniu, prawdopodobnie nie sprawiło Ci trudności. Czy zatem metale mają jakieś wspólne właściwości, dzięki którym jesteśmy w stanie z łatwością określić, jaka substancja należy właśnie do grupy metali, a inna nie? Udzielenie odpowiedzi na to pytanie ułatwi Ci wykonanie poleceń 26.

1
Polecenie 2

W poniższej galerii znajdują się zdjęcia wybranych metali. Obejrzyj je i napisz, jakie właściwości fizyczne metali możemy określić na ich podstawie. Następnie zastanów się, czy wszystkie zapisane przez Ciebie właściwości fizyczne są takie same dla każdego z analizowanych metali.

RhtJ4sr5OovMq
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 2
R1Fzg2xa0SZzW
Zaznacz, który metal różni się od pozostałych pod względem stanu skupienia. Możliwe odpowiedzi: 1. rtęć, 2. sód, 3. złoto, 4. srebro, 5. miedź, 6. cynk, 7. chrom, 8. molibden, 9. żelazo, 10. platyna
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Doświadczenie 1

Próbując odpowiedzieć na pytanie, czy metale mają takie same właściwości fizyczne, zbadaj ich właściwości magnetyczne. W tym celu wykonaj doświadczenie 1.
Uwaga: Wszystkie czynności dotyczące sodu wykonuj w asyście osoby dorosłej.

R1TwxQ8qjJeUq
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy metale charakteryzują się takimi samymi właściwościami fizycznymi?

Hipoteza:

Metale różnią się właściwościami fizycznymi.

Co było potrzebne:

  • nóż;

  • pęseta;

  • magnes;

  • szkiełko zegarkowe;

  • bibuła (do osuszania sodu);

  • cynk;

  • sód;

  • magnez;

  • glin;

  • żelazo.

Przebieg doświadczenia:

Określono stan skupienia, barwę i połysk wszystkich metali. Następnie do próbek: cynku, sodu (osuszonego z nafty), magnezu, glinu i żelaza zbliżono magnes.

Obserwacje:

Cynk, magnez, glin i żelazo to stosunkowo twarde, srebrzystoszare, połyskujące ciała stałe. Sód to miękkie ciało stałe – można go kroić nożem. Bezpośrednio po przekrojeniu sodu nożem można stwierdzić, że podobnie do pozostałych próbek, jest on srebrzystoszarym, połyskującym ciałem stałym. Barwy analizowanych metali różnią się nieco odcieniem.
Po zbliżeniu magnesu do każdej z badanych próbek zauważono, że magnes przyciąga żelazo. Próbki pozostałych badanych metali nie są przyciągane przez magnes.

1
Polecenie 3
R12CTLRzd5j9T
Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 3

Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

RkTZVPAj50EQY
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Doświadczenie 2

Sprawdź, czy miedź przewodzi ciepło. W tym celu wykonaj doświadczenie 2. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze schematycznym rysunkiem obrazującym jego przebieg. Wspomniany rysunek znajduje się pod instrukcją wykonania doświadczenia.

R1RUzMTjU7r4e
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RjkwhFzQCgN5F
1. Schematyczny rysunek ukazujący zestaw doświadczalny bezpośrednio po umieszczeniu parafiny na miedzianej płytce
2. Schematyczny rysunek ukazujący zestaw doświadczalny kilka minut od umieszczenia parafiny na miedzianej płytce
Źródło: Dariusz Adryan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy miedź przewodzi ciepło?

Hipoteza:

Miedź przewodzi ciepło.

Co było potrzebne:

  • zlewka;

  • gorąca woda;

  • zagięta metalowa płytka miedziana;

  • parafina.

Przebieg doświadczenia:

Do zlewki wlano gorącą wodę, a następnie włożono do niej zagiętą metalową płytkę tak, aby jeden jej koniec był zanurzony w wodzie. Na drugim końcu płytki umieszczono kawałek parafiny.

Obserwacje:

Parafina umieszczona na miedzianej płytce po pewnym czasie zaczyna się topić.

1
Polecenie 4
RT3CqP7eEDZSS
Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 4

Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

RICUHBH5hxgPm
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Gdybyśmy w drugim doświadczeniu zamiast płytki miedzianej użyli płytki wykonanej z innego metalu (takiego, który nie ulega reakcji chemicznej z wodą), uzyskalibyśmy ten sam wynik – parafina po pewnym czasie uległaby stopieniu. Wszystkie metale są dobrymi przewodnikami ciepła. Dlatego często wydaje nam się, że metale (lub metalowe przedmioty) są zimniejsze w dotyku niż otoczenie.

Doświadczenie 3

Sprawdź, czy miedź przewodzi prąd elektryczny. W tym celu wykonaj doświadczenie 3.

R14TyqyaoPnYE
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Skonstruowany przez Ciebie zestaw powinien wyglądać podobnie, jak ten zilustrowany na poniższym schemacie.

R1WNwPC6o1fdN
Schemat zestawu doświadczalnego
Źródło: Anita Mrowan, Michał Szymczak, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy miedź przewodzi prąd elektryczny?

Hipoteza:

Miedź przewodzi prąd elektryczny.

Co będzie potrzebne:

  • bateria;

  • dioda LED;

  • drucik miedziany;

  • przewody elektryczne.

Przebieg doświadczenia:

Z baterii, diody i przewodów elektrycznych zmontowano zestaw do badania przewodzenia prądu elektrycznego. Następnie w układzie elektrycznym umieszczono miedziany drucik, zamykając w ten sposób jego obwód.

Obserwacje:

Po zamknięciu obwodu przez umieszczenie w nim miedzianego drucika, dioda LED się zaświeciła.

1
Polecenie 5
R1amL6rLxhoIZ
Obserwacje: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 5

Zapisz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia.

RuLrahFyqctZB
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 6

Sprawdź, czy inne metale oraz drewno (podobnie jak miedź) przewodzą prąd elektryczny. W tym celu przeprowadź poniższą symulację. Zapisz obserwacje i wnioski z przeprowadzonej symulacji.

RywG8hksEjpiB
Przewodnictwo elektryczne.
Przewodnictwo
Źródło: Michał Szymczak, Anita Mowczan, dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1dbDlSwuXt8H
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 6
R1N3SSnd83qUs
Jak myślisz, który z wymienionych poniżej surowców nie przewodzi prądu elektrycznego? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. drewno, 2. ołów, 3. złoto, 4. miedź, 5. srebro, 6. glin, 7. żelazo
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Metale są nie tylko dobrymi przewodnikami ciepła, ale także elektryczności. Przewodnictwo cieplne i elektryczne, a także połysk (nazywany często połyskiem metalicznym), to właściwości, które posiadają wszystkie metale (bez wyjątków).

Do ich wspólnych właściwości należy również kowalność. KowalnośćkowalnośćKowalność to w uproszczeniu zdolność metalu do odkształcania się pod wpływem kucia, przy jednoczesnym zachowaniu właściwości tego metalu. Innymi słowy, ta cecha skutkuje tym, że metale nadają się do obróbki poprzez kucie.

Cztery wymienione powyżej właściwości, a więc dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, połysk i kowalność, są właściwościami definiującymi metale. Pokrótce oznacza to, że aby mieć pewność, czy badana substancja jest metalem, należy sprawdzić doświadczalnie, czy charakteryzuje się wszystkimi czterema wymienionymi właściwościami. Jeśli dla badanej substancji nie stwierdzimy przynajmniej jednej z analizowanych właściwości, nie możemy tej substancji zaklasyfikować do metali.

Przeanalizujmy jeszcze inne cechy metali.

Charakteryzują się one na ogół dużą ciągliwością. Oznacza to, że są podatne na zmianę kształtu, bez jednoczesnego naruszenia spójności materiału oraz bez utraty jego właściwości. To znaczy, że metale można prawie dowolnie formować, np. w formę cienkich drutów lub arkuszy (jak np. folia aluminiowa).

1
1
Polecenie 7

Przeprowadź poniższą symulację i dokonaj pomiaru temperatur topnienia analizowanych metali. Próbkę wybranego metalu umieść w podajniku, a następnie włącz piec. Wyniki przedstaw w formie wykresu słupkowego.

RAsJEhXzhThS3
Temperatura
Temperatura topnienia metali
Źródło: Michał Szymczak, Dariusz Adryan, dostępny w internecie: Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004, s. 18, licencja: CC BY-SA 3.0.
Rrgv7SPKtFmRF
Odpowiedź: (Uzupełnij). Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 7
R1KfBHXEdxTsq
Jak myślisz, który z wymienionych poniżej metali posiada najwyższą temperaturę topnienia? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. żelazo, 2. cyna, 3. ołów, 4. cynk, 5. glin, 6. złoto, 7. magnez
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Metale charakteryzują się zróżnicowanymi temperaturami topnienia. Wartości tych temperatur są dla większości metali stosunkowo wysokie. Wyjątkiem jest oczywiście rtęć, której temperatura topnienia wynosi około –39   C. Niezbyt wysokie temperatury topnienia mają również sód (około 98   C) czy potas (około 63   C).

Polecenie 8

Na poniższym wykresie zamieszczono temperatury wrzenia wybranych metali.

ROsCEK8s6BxCc
Wykres kolumnowy. Lista elementów: 1. zestaw danych: Nazwa metalu: cynk Temperatura wrzenia [°C]: 907. 2. zestaw danych: Nazwa metalu: glin Temperatura wrzenia [°C]: 2520. 3. zestaw danych: Nazwa metalu: miedź Temperatura wrzenia [°C]: 2570. 4. zestaw danych: Nazwa metalu: ołów Temperatura wrzenia [°C]: 1756. 5. zestaw danych: Nazwa metalu: potas Temperatura wrzenia [°C]: 757. 6. zestaw danych: Nazwa metalu: rtęć Temperatura wrzenia [°C]: 357. 7. zestaw danych: Nazwa metalu: sód Temperatura wrzenia [°C]: 883. 8. zestaw danych: Nazwa metalu: srebro Temperatura wrzenia [°C]: 2155. 9. zestaw danych: Nazwa metalu: wapń Temperatura wrzenia [°C]: 1490. 10. zestaw danych: Nazwa metalu: złoto Temperatura wrzenia [°C]: 2856. 11. zestaw danych: Nazwa metalu: żelazo Temperatura wrzenia [°C]: 2861.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004, s. 18
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na kolumnowym wykresie interaktywnym przedstawiono temperatury wrzenia wybranych metali:

  • cynk – 907   C;

  • glin – 2520   C;

  • miedź – 2570   C;

  • ołów – 1756   C;

  • potas – 757   C;

  • rtęć – 357   C;

  • sód – 883   C;

  • srebro – 2155   C;

  • wapń – 1490   C;

  • złoto – 2856   C;

  • żelazo – 2861   C.

RDChteWtRFEsl
Łączenie par. Na podstawie analizy danych przedstawionych na wykresie, oceń poprawność poniższych stwierdzeń. Zaznacz "Prawda", jeśli zdanie jest prawdziwe albo "Fałsz", jeśli jest fałszywe.. Wszystkie metale charakteryzują się zbliżonymi wartościami temperatur wrzenia (różnica temperatur wrzenia pomiędzy dwoma dowolnymi metalami nie jest większa niż 500°C).. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Temperatura wrzenia ołowiu jest mniejsza od temperatury wrzenia miedzi i jednocześnie większa od temperatury wrzenia potasu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Najniższą temperaturą wrzenia charakteryzuje się ten z analizowanych metali, który w temperaturze pokojowej jest cieczą.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Wartości temperatur wrzenia złota i żelaza są niemal identyczne.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 9

W poniższej tabeli zebrano gęstości wybranych metali.

Nazwa metalu

Gęstość metalu gcm3 (w temperaturze 25   C)

cynk

7,14

glin

2,70

sód

0,97

miedź

8,93

ołów

11,34

potas

0,86

złoto

19,28

żelazo

7,87

wapń

1,55

Indeks dolny Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004, s. 18 Indeks dolny koniec

Poniżej znajdują się informacje o masach i objętościach próbek metali badanych w pewnym laboratorium. Do każdej z informacji dopasuj nazwę odpowiadającego metalu. Skorzystaj z danych zamieszczonych w powyższej tabeli.

RpEmsyBXXTGcK
Tabela, w której znajdują się informacje o masach i objętościach próbek metali badanych w pewnym laboratorium.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Metale charakteryzują się różną gęstością i różnymi temperaturami wrzenia. Różnice w tych i omówionych wcześniej właściwościach metali wykorzystuje się w różnych dziedzinach przemysłu.

1
Polecenie 10

Gęstość złota, w temperaturze 25   C, wynosi około 19,3  gcm3, z kolei gęstość srebra w tej temperaturze to około 10,5  gcm3. Zastanów się i odpowiedz na pytanie, która z próbek – 1 kg złota czy 1 kg srebra – zajmuje więcej miejsca (większą objętość). Odpowiedź znajdziesz w filmie.

RQ4f4KpAYTngu
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 10

Gęstość złota, w temperaturze 25   C, wynosi około 19,3 gcm3, z kolei gęstość srebra w tej temperaturze to około 10,5 gcm3. Zastanów się i odpowiedz na pytanie, która z próbek – 1 kg złota czy 1 kg srebra – zajmuje więcej miejsca (większą objętość).

R120uWV3YzGWp
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 11

W poniższym materiale filmowym przeprowadzono doświadczenie, które pozwoliło na zbadanie pewnych właściwości fizykochemicznych trzech metali: sodu, potasu oraz wapnia. Zapoznaj się z tym materiałem i, na podstawie zawartych w nim informacji, oceń poprawność poniższych stwierdzeń.

R1XCbR3JpAeAE
Na filmie przeprowadzono doświadczenie pozwalające na zbadanie zachowania trzech metali: sodu, potasu oraz wapnia w kontakcie z wodą.
R1AtqiGCnVVvl
Łączenie par. . Sód, potas i wapń to metale aktywne chemicznie, dlatego należy przechowywać je pod warstwą nafty (ograniczając dostęp powietrza).. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Właściwością chemiczną wskazanych metali, badaną w analizowanym doświadczeniu, była rozpuszczalność tych metali w wodzie.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można wnioskować, że wszystkie analizowane metale (sód, potas i wapń) reagują z wodą, przy czym reakcja wapnia z wodą jest najbardziej gwałtowna.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Jednym z produktów reakcji chemicznej każdego z analizowanych metali z wodą jest wodór.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Analizując przebieg doświadczenia można stwierdzić, że sód i potas mają gęstość mniejszą od gęstości wody, a wapń - mniejszą od gęstości wody.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RSabit0iLHrqj
Uzupełnij równania reakcji sodu, potasu oraz wapnia z wodą, wybierając spośród wyrażeń podanych poniżej. 1. 2 Na+1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O+H2

2. 2 K+1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O+H2

3. Ca+1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O1. NaOH, 2. 2 H2O, 3. CaOH2, 4. 2 NaOH, 5. H2O, 6. 2 H2O, 7. 2 KOH, 8. H2O, 9. KOH, 10. 2 CaOH2, 11. H2O, 12. 2 H2O+H2
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

Związki chemiczne niektórych metali barwią płomień palnika na określony kolor. W przypadku identyfikacji analizowanej próbki związku chemicznego, można przeprowadzić tak zwaną próbę płomieniowąpróba płomieniowapróbę płomieniową.

Polega ona w uproszczeniu na umieszczeniu próbki badanego związku chemicznego w płomieniu palnika i obserwowaniu zabarwienia tego płomienia. Na poniższej grafice przedstawiono zabarwienie płomienia palnika w kontakcie ze związkami chemicznymi wybranych metali.

RQryaN0Y0eaX1

Zabarwienie płomienia palnika w kontakcie ze związkami chemicznymi wybranych metali
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zdolność barwienia płomienia jest wykorzystywana w produkcji sztucznych ogni (fajerwerków).

iHRxJuo0Jw_d5e571

4. Zastosowanie metali

Jak już wspomnieliśmy, trudno w dzisiejszych czasach wyobrazić sobie życie bez metali. Określone właściwości tej grupy związków chemicznych wykorzystuje się w różnych gałęziach przemysłu i w różnych dziedzinach życia. Przykładowo, dobre przewodnictwo elektryczne pozwoliło na wykorzystanie niektórych metali do produkcji przewodów elektrycznych. Jednak często zdarza się, że do stworzenia określonego przedmiotu nie używa się tylko jednego, określonego metalu, ale stopu metalistop metalistopu metali.

Stop metali to mieszanina jednorodna, która powstała z połączenia metalu z innym pierwiastkiem, zwykle innym metalem, po ich stopieniu, a następnie schłodzeniu otrzymanej masy. W skład stopu mogą wchodzić nie tylko metale, ale także niemetale (np. węgiel). Jeśli ma być on mieszaniną jednorodną metalu z niemetalem, to wspomniany metal musi stanowić w tej mieszaninie zdecydowaną większość (musi być głównym składnikiem stopu).

W wyniku stapiania odpowiednich metali, można uzyskać materiały o określonych właściwościach – innych niż czyste metale. Najczęściej stopy metali produkuje się w celu otrzymania materiałów o zwiększonej wytrzymałości.

Dla zainteresowanych

W poniższej galerii zamieszczono zdjęcia przedmiotów wykonanych z odpowiednich stopów metali.

1
1
Polecenie 12

Korzystając z dostępnych źródeł informacji (np. encyklopedii, czasopism naukowych lub internetu), sporządź notatkę, w której wymienisz po kilka zastosowań przynajmniej dziesięciu wybranych metali. Notatkę przedstaw w formie mapy myśli, używając w tym celu poniższego generatora (aby to zrobić, kliknij przycisk „edytuj”, który znajduje się w prawym górnym rogu pola mapy myśli).

R1EHHCcU8hAgZ
Mapa myśli. Lista elementów: Nazwa kategorii: Zastosowanie metaliElementy należące do kategorii Zastosowanie metaliNazwa kategorii: żelazoElementy należące do kategorii żelazoNazwa kategorii: produkcja stopówElementy należące do kategorii produkcja stopówNazwa kategorii: stalElementy należące do kategorii stalNazwa kategorii: konstrukcje wzmacniające i podtrzymujące np. budynkiNazwa kategorii: części maszynNazwa kategorii: blachyNazwa kategorii: pręty, śruby, gwoździeNazwa kategorii: kadłuby statkówNazwa kategorii: balustradyKoniec elementów należących do kategorii stalNazwa kategorii: żeliwoElementy należące do kategorii żeliwoNazwa kategorii: żaluzjeNazwa kategorii: kolumny i łuki, np. w mostachNazwa kategorii: bramyNazwa kategorii: elementy dekoracyjneNazwa kategorii: tory kolejoweKoniec elementów należących do kategorii żeliwoKoniec elementów należących do kategorii produkcja stopówKoniec elementów należących do kategorii żelazoNazwa kategorii: glinElementy należące do kategorii glinNazwa kategorii: folia aluminiowaNazwa kategorii: produkcja lusterNazwa kategorii: jako stopElementy należące do kategorii jako stopNazwa kategorii: karoseria i silniki samochodoweNazwa kategorii: elementy konstrukcyjne samolotówNazwa kategorii: puszki do przechowywania napojów i żywnościNazwa kategorii: przemysł meblowyKoniec elementów należących do kategorii jako stopKoniec elementów należących do kategorii glinNazwa kategorii: rtęćElementy należące do kategorii rtęćNazwa kategorii: dawniej jako wypełnienie termometrówNazwa kategorii: składnik plomb amalgamatowychElementy należące do kategorii składnik plomb amalgamatowychNazwa kategorii: obecnie w Polsce nie mogą ich stosować m.in. dzieci oraz kobiety ciężarneKoniec elementów należących do kategorii składnik plomb amalgamatowychNazwa kategorii: wydobywanie złota i srebraNazwa kategorii: produkcja materiałów wybuchowychNazwa kategorii: lampy rtęcioweKoniec elementów należących do kategorii rtęćNazwa kategorii: litElementy należące do kategorii litNazwa kategorii: ogniwa litowe i akumulatoryNazwa kategorii: energetyka jądrowaNazwa kategorii: związki chemiczne z innymi pierwiastkamiElementy należące do kategorii związki chemiczne z innymi pierwiastkamiNazwa kategorii: produkcja smarówNazwa kategorii: produkcja szkła i ceramikiNazwa kategorii: leki stosowane m.in. w psychiatriiKoniec elementów należących do kategorii związki chemiczne z innymi pierwiastkamiKoniec elementów należących do kategorii litNazwa kategorii: miedźElementy należące do kategorii miedźNazwa kategorii: przewody elektryczneElementy należące do kategorii przewody elektryczneNazwa kategorii: transformatoryNazwa kategorii: układy scaloneNazwa kategorii: elektromagnesyKoniec elementów należących do kategorii przewody elektryczneNazwa kategorii: pokrycia dachówNazwa kategorii: produkcja instalacji wodociągowychNazwa kategorii: piorunochronyNazwa kategorii: produkcja stopówElementy należące do kategorii produkcja stopówNazwa kategorii: brązNazwa kategorii: mosiądzKoniec elementów należących do kategorii produkcja stopówKoniec elementów należących do kategorii miedźNazwa kategorii: srebroElementy należące do kategorii srebroNazwa kategorii: produkcja lusterNazwa kategorii: produkcja biżuteriiNazwa kategorii: medycynaElementy należące do kategorii medycynaNazwa kategorii: m.in. powlekanie narzędzi chirurgicznychElementy należące do kategorii m.in. powlekanie narzędzi chirurgicznychNazwa kategorii: ma właściwości bakteriobójczeKoniec elementów należących do kategorii m.in. powlekanie narzędzi chirurgicznychKoniec elementów należących do kategorii medycynaNazwa kategorii: produkcja sprzętu elektrycznego i elektronicznegoNazwa kategorii: w postaci związków chemicznychElementy należące do kategorii w postaci związków chemicznychNazwa kategorii: fotografiaNazwa kategorii: kosmetykiKoniec elementów należących do kategorii w postaci związków chemicznychKoniec elementów należących do kategorii srebroNazwa kategorii: magnezElementy należące do kategorii magnezNazwa kategorii: produkcja odczynników chemicznychNazwa kategorii: produkcja stopówElementy należące do kategorii produkcja stopówNazwa kategorii: stopy magnezu stosowane są m.in. w przemyśle lotniczymNazwa kategorii: obudowa urządzeń elektronicznychElementy należące do kategorii obudowa urządzeń elektronicznychNazwa kategorii: np. aparatów fotograficznychKoniec elementów należących do kategorii obudowa urządzeń elektronicznychKoniec elementów należących do kategorii produkcja stopówKoniec elementów należących do kategorii magnezNazwa kategorii: wolframElementy należące do kategorii wolframNazwa kategorii: dodatek do stopówElementy należące do kategorii dodatek do stopówNazwa kategorii: zwiększający twardość, odporność na ścieranie i wytrzymałość mechanicznąKoniec elementów należących do kategorii dodatek do stopówNazwa kategorii: tradycyjne żarówkiElementy należące do kategorii tradycyjne żarówkiNazwa kategorii: drut wolframowyKoniec elementów należących do kategorii tradycyjne żarówkiNazwa kategorii: w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiElementy należące do kategorii w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiNazwa kategorii: produkcjaNazwa kategorii: łożyskNazwa kategorii: wiertełNazwa kategorii: noży tokarskichKoniec elementów należących do kategorii w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiKoniec elementów należących do kategorii wolframNazwa kategorii: cynkElementy należące do kategorii cynkNazwa kategorii: pokrywanie blach stalowychElementy należące do kategorii pokrywanie blach stalowychNazwa kategorii: stal ocynkowanaKoniec elementów należących do kategorii pokrywanie blach stalowychNazwa kategorii: produkcja stopówElementy należące do kategorii produkcja stopówNazwa kategorii: mosiądzNazwa kategorii: tombakKoniec elementów należących do kategorii produkcja stopówNazwa kategorii: w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiElementy należące do kategorii w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiNazwa kategorii: składnik środków dermatologicznychElementy należące do kategorii składnik środków dermatologicznychNazwa kategorii: właściwości przeciwzapalne i bakteriobójczeKoniec elementów należących do kategorii składnik środków dermatologicznychKoniec elementów należących do kategorii w związkach chemicznych z innymi pierwiastkamiKoniec elementów należących do kategorii cynkNazwa kategorii: nikielElementy należące do kategorii nikielNazwa kategorii: stop z miedziąElementy należące do kategorii stop z miedziąNazwa kategorii: produkcja monetKoniec elementów należących do kategorii stop z miedziąNazwa kategorii: powłoki ochronne dla staliNazwa kategorii: produkcja biżuteriiKoniec elementów należących do kategorii nikielKoniec elementów należących do kategorii Zastosowanie metali
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
11
Polecenie 12

Korzystając z dostępnych źródeł informacji (np. encyklopedii, czasopism naukowych lub Internetu), sporządź notatkę, w której wymienisz po kilka zastosowań przynajmniej dziesięciu wybranych metali.

RlWO28apyBiws
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 13
R1IhaWvFmjyL4
Do podanych poniżej nazw metali dopasuj odpowiadające im zastosowania. lit Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości magnez Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości glin Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości miedź Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości srebro Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości rtęć Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości wolfram Możliwe odpowiedzi: 1. baterie do telefonów, lampy jarzeniowe, termometry, 2. składnik związków wykorzystywanych do produkcji obudowy przedmiotów, elementów karoserii, składnik stopów o małej gęstości, 3. przewody elektryczne, składnik stopów (między innymi mosiądz, brąz), 4. jubilerstwo, do produkcji luster i bombek choinkowych, 5. żarniki w żarówkach, składnik stopów, 6. dodatek do lekkich stopów metali, stosowany w ogniwach litowych i akumulatorach, 7. puszki, folia aluminiowa, składnik stopów o małej gęstości
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ciekawostka

W poniższym materiale filmowym omówiono nietypowe zastosowania złota. Zapoznaj się z nimi.

RxQb47beKyoot
Na filmie zaprezentowane zostały nietypowe zastosowania złota, takie jak: papier toaletowy ze złota, babeczki w złotych papierkach, złote cygara, złote gogle astronautów, złoto jako lek oraz złota choinka.
Ciekawostka

Naukowcom z Massachusetts Institute of Technology (czyt. masecziuset institiut of teknolodżi) udało się odkryć materiał, który przez swe właściwości przypomina słynny samonaprawiający się metal T–1000, znany z filmu Terminator (1984 r.) w reżyserii Jamesa Camerona (czyt. dżejmsa kamerona).

Odkrycia tego dokonali prof. Michael Demkowicz (czyt. majkel dimkowicz) i jego student Guoqiang Xu (czyt. głokjang zu). Prowadząc badania, zauważyli, że pęknięty kawałek stopu niklu pod wpływem rozciągania scala się, zamiast ulegać dalszemu uszkodzeniu. Początkowo uważali obserwowane zjawisko za błąd laboratoryjny, jednak kolejne testy wykazały, że badany przez nich stop potrafi sam się naprawić.

R15yTq8uMmBiP
Komputerowa symulacja zjawiska „samoleczenia” stopu niklu
Źródło: Massachusetts Institute of Technology (MIT) (http://youtube.com), edycja: Krzysztof Jaworski, tylko do użytku niekomercyjnego.

Na tę chwilę w literaturze nie ma wzmianek o konkretnych zastosowaniach właściwości omawianego stopu niklu.

Jednak samonaprawialne materiały nie są już nowością. Już w 1959 r. inni naukowcy opracowali stop niklu z tytanem, który okazał się nieco zaskakującym odkryciem. Był nim nitinol. Wśród jego wielu cennych właściwości fizycznych (m.in.: lekkości, wytrzymałości, elastyczności), jedną z najbardziej interesujących jest jego zdolność do zapamiętywania nadanego mu kształtu. Oznacza to, że jeśli materiał wykonany z nitinolu zostanie zdeformowany, po ogrzaniu go do odpowiedniej temperatury samoczynnie powróci do pierwotnego kształtu.

Od momentu wynalezienia nitinolu nadzieję budziło wykorzystanie go do produkcji środków transportu, głównie rowerów i samochodów, które mogłyby się „same naprawiać”. Jednak wysokie koszty otrzymywania tego stopu i słaba podatność na spawanie nieco pokrzyżowały naukowcom plany.

Nitinol jest obecnie powszechnie wykorzystywany do produkcji niewielkich elementów, m.in.: stentów (wszczepianych do naczyń krwionośnych w celu zapewnienia ich drożności), siłowników (np. w pompach insulinowych), czujników temperatury, a nawet niektórych spinaczy biurowych.

W galerii poniżej przedstawiono zdolność nitinolu do zapamiętywania kształtów.

Dla zainteresowanych

Uwaga: Zapoznaj się z obydwoma kafelkami rozwijanej harmonii.

Historia srebra

Obejrzyj poniższy materiał filmowy, a poznasz krótką historię wydobycia i wykorzystywania srebra oraz wybrane zastosowania tego metalu, które wynikają z jego właściwości.

R5t5mfHVzUC6g
Na filmie zaprezentowano historię srebra, zaczynając od czasów starożytnych. Omówiono również jego właściwości i zastosowania.
Liczbowe dane dotyczące wydobycia i wykorzystania złota na świecie

W poniższej animacji zawarto informacje dotyczące wydobycia, wykorzystania i zapotrzebowania na złoto, oszacowane na rok 2013. Zapoznaj się z nimi. Następnie, korzystając z dostępnych źródeł informacji (czasopism, Internetu itp.), odszukaj najnowsze informacje dotyczące między innymi masy dotychczas wydobytego złota oraz zapotrzebowania na ten metal. Odszukane przez siebie dane porównaj z danymi z roku 2013.

RJ9S0xO7u6agp
Na filmie omówiono wydobycie złota na świecie oraz wysokość zapotrzebowania na nie w różnych sektorach gospodarki.

5. Na czym polega proces korozji?

KorozjakorozjaKorozja to proces stopniowego niszczenia materiałów, spowodowany działaniem powietrza, wody i innych czynników środowiska. Niszczenie rozpoczyna się na powierzchni materiału i postępuje w głąb, zmieniając jego właściwości. Najbardziej narażone na korozję są łączenia określonego metalu z innym metalem, np. miejsca spawania lub lutowania. Korozja żelaza i stali (stopu żelaza z węglem) nazywana jest rdzewieniem. Być może udało Ci się zaobserwować, że niektóre stalowe elementy lub konstrukcje, pokryte są rudobrązowym nalotem. Nalot ten to tak zwana rdzardzardza.

Polecenie 14

Uczeń badał wpływ różnych czynników na proces korozji metali. W jednym ze swoich doświadczeń, wykorzystał sześć stalowych śrubek. Dwie z nich umieścił w wodzie z olejem, kolejne dwie zanurzył do połowy w wodzie, a jeszcze następne dwie umieścił w słoiku ze środkiem do pochłaniania wilgoci. Przebieg swojego doświadczenia uczeń zaprezentował w poniższym materiale filmowym. Zapoznaj się z nim, a następnie zaznacz poprawny wniosek z analizowanego doświadczenia.

RhfuUjfD3Skb7
Film ukazuje przebieg doświadczenia, w którym badano zachowanie się stalowych śrubek w trzech różnych środowiskach: zanurzone w wodzie z olejem, zanurzone do połowy w wodzie oraz w słoiku ze środkiem do pochłaniania wilgoci.
RJlbjyC7G6x7m
Możliwe odpowiedzi: 1. Korozji nie uległa żadna z użytych w doświadczeniu śrub., 2. Korozji uległy wyłącznie śruby, które miały jednocześnie kontakt z wodą i powietrzem., 3. Korozji uległy wyłącznie śruby, które były zanurzone w wodzie z olejem., 4. Korozji uległy wyłącznie śruby, które pozostawiono “na powietrzu” z dodatkiem substancji pochłaniającej wilgoć., 5. Korozji uległy wszystkie z użytych w doświadczeniu śrub.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 14

Uczeń badał wpływ różnych czynników na proces korozji metali. W jednym ze swoich doświadczeń, wykorzystał sześć stalowych śrubek. Dwie z nich umieścił w wodzie z olejem, kolejne dwie zanurzył do połowy w wodzie, a jeszcze następne dwie umieścił w słoiku ze środkiem do pochłaniania wilgoci. Jak myślisz, w którym przypadku najszybciej można będzie zaobserwować oznaki korozji i dlaczego?

Rvyln6v0SQP9l
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zauważ, że na podstawie przeprowadzonego przez ucznia doświadczenia, nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że proces rdzewienia śrubek w wodzie z olejem oraz tych pozostawionych na powietrzu z dodatkiem substancji chłonącej wilgoci nie zachodzi. Możemy jednak wnioskować, że ograniczenie dostępu powietrza do stalowego przedmiotu zanurzonego w wodzie na pewno opóźnia jego rdzewienie. Podobnie w przypadku zastosowania substancji pochłaniającej wilgoć, kiedy przedmiot wykonany ze stali pozostawimy na powietrzu.

Na szybkość korozji i na sam fakt jej występowania wpływają same w sobie woda (lub wilgoć) oraz dostęp materiału do powietrza, ale znaczącą rolę odgrywa także ich skład. Okazuje się, że korozja metali szybciej zachodzi między innymi w wodnych roztworach niektórych substancji (np. w wodzie morskiej, w której rozpuszczone są stosunkowo duże ilości soli, np. chlorku sodu). Do występowania zjawiska korozji przyczyniają się również gwałtowne zmiany temperatury otoczenia.

Rdzewienie stalowych przedmiotów, a w szczególności stalowych konstrukcji, jest zjawiskiem wysoce niepożądanym. Pogłębiająca się rdza może bowiem powodować duże ubytki w materiale, co skutkuje chociażby zmniejszeniem jego wytrzymałości.

1
Polecenie 15

Korzystając z dostępnych źródeł informacji (np. podręczników, encyklopedii lub Internetu), wypisz przynajmniej trzy sposoby, których zastosowanie spowolni proces korozji.

R1aldg3h59Yt2
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na niekorzystne działanie czynników atmosferycznych, a więc na procesy korozji, odporne są tak zwane metale szlachetne. Należą do nich m.in.: złoto, srebro, platyna.

Ciekawostka

Korozja nie zawsze traktowana jest jako zjawisko niepożądane. Przedmioty wykonane z miedzi, jak np. pokrycia dachów zabytkowych budowli, z biegiem czasu pokrywają się zielonym nalotem, zwanym patynąpatynapatyną. Nalot ten chroni miedź przed dalszym niszczeniem. Poniżej w galerii zdjęć zaprezentowano przykłady zabytków pokrytych patyną.

iHRxJuo0Jw_d5e622

Podsumowanie

  • Pierwiastki chemiczne dzielimy na metale i niemetale.

  • Każdy metal (w temperaturze pokojowej) charakteryzuje się jednocześnie czterema właściwościami: dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym, kowalnością i metalicznym połyskiem.

  • Metale mają w temperaturze pokojowej stały stan skupienia (jedynym wyjątkiem jest ciekła rtęć).

  • Większość metali ma srebrzystoszare zabarwienie (wyjątki: żółte złoto i rudobrązowa miedź).

  • W odpowiednich warunkach środowiska (między innymi przy dużej wilgotności i dostępie powietrza) materiały wykonane z metali mogą ulec korozji.

Praca domowa
1
Polecenie 16.1

Folia aluminiowa (wykonana głównie z glinu) z jednej strony jest błyszcząca, a z drugiej – matowa. Błyszcząca strona chroni przed utratą ciepła (odbija je), podczas gdy matowa je przepuszcza (pochłania). Która strona folii (błyszcząca czy matowa) powinna przylegać do zawijanej gorącej potrawy, aby była ciepła jak najdłużej? Odpowiedź uzasadnij.

R1VXB2qa7NKtY
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Dla zainteresowanych
Polecenie 16.2

Na podstawie książki pod tytułem Guziki Napoleona – jak 17 cząsteczek zmieniło historię lub innych źródeł informacji historycznych, spróbuj odpowiedzieć na pytanie, czy klęskę armii Napoleona podczas wojny z Rosją w 1812 r. można wytłumaczyć kruszeniem się guzików przy mundurach? Szukając odpowiedzi na postawione pytanie, zwróć uwagę na tak zwaną zarazę cynową.

iHRxJuo0Jw_d5e856

Słownik

korozja
korozja

niszczenie materiałów (między innymi żelaza), spowodowane wpływem czynników środowiska (wywołane jednoczesnym działaniem tlenu zawartego w powietrzu oraz wody, a nawet wilgoci); korozję przyspiesza obecność niektórych rozpuszczonych w wodzie substancji (np. chlorku sodu), a także gwałtowne zmiany temperatury (a w szczególności podwyższone jej wartości)

kowalność
kowalność

podatność metali na zmianę kształtu pod wpływem kucia; kowalność materiału określa się zwykle na drodze odpowiednich prób technologicznych; „domowym” sposobem można zbadać kowalność materiału, umieszczając jego próbkę na kowadle i uderzając w nią młotkiem

metale
metale

substancje (pierwiastki chemiczne), które charakteryzują się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym, są kowalne i mają charakterystyczny połysk

rdza
rdza

krucha, rudobrązowa warstwa pokrywająca wyroby z żelaza i stali; powstaje w procesie ich korozji, który w tym przypadku nazywamy rdzewieniem

rudy metali
rudy metali

w znaczeniu przemysłowym: kopaliny (surowce wydobywane z ziemi) będące związkami chemicznymi, w skład których wchodzą metale; czysty metal pozyskuje się z rudy w wyniku odpowiednich procesów metalurgicznych

patyna
patyna

cienka, zielonkawa, szczelnie przylegająca warstwa związków chemicznych powstająca w wyniku działania czynników atmosferycznych na miedź; powstawanie patyny jest wynikiem zachodzenia procesów korozji na przedmiotach wykonanych z miedzi, najczęściej nie jest jednak traktowane jako zjawisko niekorzystne (patyna szczelnie pokrywa przedmiot, zapobiegając jego dalszemu niszczeniu)

próba płomieniowa
próba płomieniowa

barwienie płomienia palnika przez związki odpowiednich metali; jest to technika stosowana w celu identyfikacji próbek związków chemicznych metali; polega na wprowadzeniu próbki badanego związku chemicznego do płomienia palnika i obserwowaniu zmian zabarwienia tego płomienia

stop metali
stop metali

mieszanina jednorodna, która powstała z połączenia metalu z innym pierwiastkiem, najczęściej innym metalem, po ich stopieniu, a następnie schłodzeniu otrzymanej masy; w skład stopu mogą wchodzić nie tylko metale, ale także niemetale (np. węgiel), przy czym głównym składnikiem stopu jest zawsze metal; stopy metali charakteryzują się na ogół innymi właściwościami niż czyste metale; najczęściej produkuje się je w celu otrzymania materiałów o zwiększonej wytrzymałości; możesz spotkać się także z następującą definicją stopu metali – substancja składająca się z co najmniej dwóch pierwiastków chemicznych, z których przynajmniej jeden (występujący w stopie w przeważającej ilości) jest metalem

iHRxJuo0Jw_d5e961

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
RtSnWZuqRIxP2
Uzupełnij zdania. Wybierz właściwe określenia spośród podanych. W temperaturze pokojowej metale są substancjami stałymi. Wyjątek pod tym względem stanowi 1. złoto, 2. Wszystkie, 3. Dobrze, 4. mat, 5. Nie, 6. brom, 7. Czasem, 8. połysk, 9. złoto, 10. Niektóre, 11. cynk, 12. srebro, 13. Słabo, 14. brąz, 15. blask, 16. rtęć, 17. rtęć. Większość metali ma srebrzystoszarą barwę. Wyjątkami są tylko 1. złoto, 2. Wszystkie, 3. Dobrze, 4. mat, 5. Nie, 6. brom, 7. Czasem, 8. połysk, 9. złoto, 10. Niektóre, 11. cynk, 12. srebro, 13. Słabo, 14. brąz, 15. blask, 16. rtęć, 17. rtęć i miedź. Metale mają metaliczny 1. złoto, 2. Wszystkie, 3. Dobrze, 4. mat, 5. Nie, 6. brom, 7. Czasem, 8. połysk, 9. złoto, 10. Niektóre, 11. cynk, 12. srebro, 13. Słabo, 14. brąz, 15. blask, 16. rtęć, 17. rtęć. 1. złoto, 2. Wszystkie, 3. Dobrze, 4. mat, 5. Nie, 6. brom, 7. Czasem, 8. połysk, 9. złoto, 10. Niektóre, 11. cynk, 12. srebro, 13. Słabo, 14. brąz, 15. blask, 16. rtęć, 17. rtęć przewodzą ciepło i prąd elektryczny. 1. złoto, 2. Wszystkie, 3. Dobrze, 4. mat, 5. Nie, 6. brom, 7. Czasem, 8. połysk, 9. złoto, 10. Niektóre, 11. cynk, 12. srebro, 13. Słabo, 14. brąz, 15. blask, 16. rtęć, 17. rtęć z nich są przyciągane w temperaturze pokojowej przez magnes.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
R19rk3IptOtMT11
Ćwiczenie 2
Do podanych poniżej nazw metali dopasuj odpowiadające im zdjęcia typowych zastosowań.
Źródło: dostępny w internecie: commons.wikimedia.org; licencja: domena publiczna; Źródło: epodreczniki.pl, Małgorzata Bartoszewicz, licencja: CC BY-SA 3.0; Źródło: www.maxpixel.com, licencja: domena publiczna; Źródło: www.flickr.com, licencja: CC BY-SA 2.0; Źródło: www.commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0; Źródło: www.commons.wikimedia.org, licencja: domena publiczna, licencja: CC BY-SA 3.0.
R18FVfROcqkaF1
Ćwiczenie 2
Do podanych poniżej nazw metali dopasuj odpowiadające im zdjęcia typowych zastosowań. srebro Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka glin Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka złoto Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka miedź Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka wolfram Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka rtęć Możliwe odpowiedzi: 1. żarówka, 2. rury, 3. aluminiową puszka, 4. termometr, 5. moneta, 6. obrączka
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1QDxwikpXqKr1
Ćwiczenie 3
Uczeń badał właściwości fizyczne pewnego metalu. Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń, ustalił, że metal ten jest w temperaturze pokojowej srebrzystoszarym ciałem stałym o charakterystycznym połysku. Ponadto dobrze przewodzi prąd elektryczny i ciepło, a w temperaturze pokojowej jest przyciągany przez magnes. Wskaż, który z poniższych metali mógł badać uczeń. Możliwe odpowiedzi: 1. glin, 2. żelazo, 3. miedź, 4. złoto, 5. rtęć
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RwBNALL9tcWsJ2
Ćwiczenie 4
Spośród podanych poniżej metod wybierz i zaznacz te, które można zastosować w celu zapobiegania (opóźniania) korozji. Możliwe odpowiedzi: 1. malowanie specjalną farbą, 2. lakierowanie, 3. zwiększenie dostępu tlenu, 4. oliwienie, 5. przechowywanie materiału w obecności substancji pochłaniającej wilgoć, 6. przechowywanie materiału w pomieszczeniach o wysokiej temperaturze, 7. przechowywanie materiału w pomieszczeniach o dużej wilgotności, 8. powlekanie odpowiednimi metalami (tak zwanymi protektorami)
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 5
RfUDg6nv7MgOA
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz „Prawda”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub „Fałsz”, jeśli jest fałszywe.. Wszystkie metale w warunkach normalnych są ciałami stałymi.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Korozja to niszczące działanie czynników środowiska na powierzchnię materiału, wywołane przez tlen zawarty w powietrzu, wilgoć oraz związki chemiczne, np. chlorek sodu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Rdza powstaje w wyniku korozji żelaza i jego stopów np. stali.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Zielonkawy nalot powstający w wyniku korozji żelaza to platyna.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
2
Ćwiczenie 6
RbPP5j2uN6QZG
Poniżej znajduje się krótka notatka dotycząca pięciu wybranych metali. W puste miejsca wstaw symbole chemiczne tych metali oraz informacje o ich barwie i stanie skupienia w temperaturze pokojowej. Miedź — symbol 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały ; barwa 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały; stan skupienia 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały
Rtęć — symbol 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały ; barwa 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały; stan skupienia 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały
Cynk — symbol 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały ; barwa 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały; stan skupienia 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały
Złoto — symbol 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały ; barwa 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały; stan skupienia 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały
Ołów — symbol 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały ; barwa 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały; stan skupienia 1. rudobrązowa, 2. Zn, 3. stały, 4. stały, 5. gazowy, 6. srebrzystoróżowa (łososiowa), 7. srebrzystoszara, 8. Au, 9. Cu, 10. ciekły, 11. żółta, 12. srebrzystoszara, 13. Pb, 14. srebrzystoszara, 15. srebrzystoszara, 16. Hg, 17. stały, 18. żółta, 19. ciekły, 20. srebrzystoszara, 21. stały
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RMoHzq5WydVpS2
Ćwiczenie 7
Łączenie par. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz „Prawda”, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub „Fałsz”, jeśli jest fałszywe.. Metale są substancjami złożonymi, czyli pierwiastkami chemicznymi.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Wszystkie metale charakteryzują się gęstością większą od 4 gcm3.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Srebro i złoto są stosunkowo odporne na działanie czynników środowiska i między innymi dlatego zalicza się je do metali szlachetnych.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stopy metali są na ogół bardziej wytrzymałe od czystych metali, z których je wykonano.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Stop to mieszanina jednorodna, której głównym składnikiem jest metal.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
3
Ćwiczenie 8

All metals have some common properties. From the properties listed below, select all those that are characteristic for each metal.

R1Rd62TKEALDc
Możliwe odpowiedzi: 1. forgeability, 2. thermal conductivity, 3. similar high boiling points, 4. constant state of aggregation, 5. electrical conductivity, 6. magnetic properties, 7. metallic lustre, 8. a density greater than the density of water
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Glossary

Bibliografia

Encyklopedia PWN.

Dudek K., Płotek M., Ostatni dzwonek przed maturą. Elektrochemia – repetytorium maturzysty, Kraków 2013.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Chemia. Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.

bg‑gray3

Notatnik

RKSMCTm0iutBz
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.