Иодирование металла что это


виды покрытия, способы домашней обработки

Анодирование: специфика и назначение технологии. Характеристика оборудования для выполнения анодирования. Виды выполнения работ: холодный, теплый и твердый методы. Преимущества анодированного металла. Особенности обработки различных металлов.

Анодирование металла – это электрохимический процесс создания защитной оксидной пленки, которая защищает поверхность металла от воздействия окружающей среды. Отсюда и другое название, которое лучше всего отражает суть – анодное оксидирование. Технологию покрытия используют для обработки не только стали, но и большинства цветных металлов. Исключениями являются железо и медь. Данные элементы характеризуются образованием сразу двух оксидных соединений – это негативно сказывается на целостности пленки и ее адгезии к базовой поверхности.

За период развития анодирования было разработано несколько способов осуществления работ. Все они будут подробно рассмотрены в данной статье.

Специфика и назначение процесса


По своей сути процесс анодирования напоминает гальваническую обработку стали. Основное отличие состоит в том, что при гальваническом способе в качестве защитного покрытия выступают составы на основе цинка или хрома. При анодировании стали не используются вспомогательные составы, а защитная пленка образуется непосредственно из материала обрабатываемой поверхности.

Оксидная пленка естественного происхождения, которая образуется в процессе эксплуатации деталей, не отличается толщиной и стойкостью покрытия. При анодировании процесс образования слоя поддается регулировке. В результате окисленный участок не разрушается, а становится прочнее.


К технологическому процессу имеются свои требования: обрабатываемый металл должен иметь только один оксид и обладать высокой адгезией к поверхности. Вместе с тем защитный слой должен иметь пористую структуру для беспрепятственного контакта рабочей смеси с чистым металлом, ускоряя процесс образования пленки. Несмотря на то что вышеописанным требованиям соответствует большинство металлов, лучше всего анодированию поддаются алюминий, тантал, сталь и титан.

Существует два типа оксидных пленок, которые отличаются строением и назначением:

  1. Пористая. Ее свойства были описаны выше. Такой слой получают при оксидировании в среде кислых электролитов. Данная структура является отличной основой для нанесения лакокрасочных материалов.
  2. Барьерная. Является самостоятельным защитным покрытием, препятствуя контакту стали с внешними негативными факторами. Получают в нейтральных растворах.

Анодированные поверхности используют не только в качестве защитного слоя. Современные дизайнеры активно используют оксидированный алюминий в качестве отделочного элемента интерьера. Существует возможность изменения оттенка защитного слоя: от жемчужного до золотистого в зависимости от применяемых материалов и уровня напряжения.

Применяемые устройства и оборудование


В промышленных масштабах для анодирования стали применяют раствор серной кислоты, который обеспечивает высокую скорость процесса и наибольшую глубину проникновения. Современные установки представляют собой полностью автоматические линии с минимальным количеством персонала, роль которого сводится к контролю над рабочим процессом.

Все оборудование можно разделить на три вида:

  1. Основное. К нему относят ванну и катод. Емкость должна быть изготовлена из инертного материала, обладающего высокими теплоизоляционными свойствами – в этом случае электролит не будет слишком быстро нагреваться и прослужит намного дольше. Материал катода зависит от типа обрабатываемого металла. Например, для анодирования алюминия используют свинцовый лист, размер которого должен быть вдвое больше габаритов заготовки.
  2. Обслуживающее. Сюда относят узлы, которые отвечают за обеспечение работоспособности установки: приводные механизмы и устройства для передачи тока.
  3. Вспомогательное. Речь идет об оборудовании, на котором осуществляются работы по подготовке заготовок к анодированию. Сюда же относят механизмы для перемещения деталей и их складирования.

В процессе выбора подходящей установки необходимо принимать во внимание следующие особенности:

  1. Наиболее трудоемкими операциями являются погружение и выгрузка заготовки. Обращайте внимание на надежность и энергопотребление данных узлов.
  2. Производительность зависит от мощности энергетической установки. Как показывает практика, оптимальная мощность выпрямителя – 2,5 кВт. Наличие бесступенчатой регулировки уровня напряжения будет дополнительным преимуществом, облегчающим процесс анодирования стали.

Бесступенчатая регулировка будет после формирования защитного слоя средней толщины, когда для сохранения уровня тока будет необходимо плавно увеличивать напряжение.

  1. По кольцам емкости должны быть уставлены контактные площадки из гибкого материала. Лучше всего с этой задачей справятся элементы из меди.

Способы анодирования


Метод образования оксидной пленки зависит от типа базовой поверхности и выбранной технологии. Примечательно, что в условиях домашнего анодирования рабочий цикл практически не отличается от промышленных условий. Разница состоит в том, что при работе с элементами сложной конструкции используют хромовую кислоту, а не серную.

Существует несколько видов анодирования стали. Наиболее любопытным является цветное анодирование, которое изменяет исходный цвет детали.

Возможны варианты изменения оттенка даже без погружения в раствор электролита. Известны 4 вида цветного оксидирования:

  1. Адсорбционное.
  2. Электролитическое, или черное.
  3. Интерференционное.
  4. Интегральное.

Рассмотрим основные методы выполнения работ.

Теплый метод


Данная технология считается самой простой. Она применяется в качестве подготовительных работ перед покраской. Пористая структура обеспечивает высокую адгезию, благодаря чему краска надежно держится на поверхности. Процесс протекает при температуре не выше 50 °C, что и дало название методу.

Недостатками покрытия являются низкая прочность и устойчивость к коррозии. При нарушении технологии слой можно стереть, проведя по нему рукой. По этой причине теплое анодирование применяется в качестве промежуточной стадии перед дальнейшей обработкой.

Благодаря своей простоте метод можно применять в домашних условиях без потери качества результата.

Холодный метод

Холодное анодирование характеризуется скоростью образования окисной пленки: она гораздо выше, чем скорость растворения металла с внешней стороны. Отличается высоким качеством защитного слоя. Имеются четкие требования к температуре электролита – она не должна превышать 5 °C. Кроме того, раствор теплее в центре ванной, поэтому необходимо обеспечить его непрерывную циркуляцию.

Единственный недостаток – невозможно использовать краски органического происхождения.

Технология твердого анодирования

Твердое анодирование – лучший способ получить сверхпрочное покрытие на поверхности стали. Метод активно применяется для защиты элементов авиационной и космической промышленности. Особенность – использование одновременно нескольких электролитов в определенном соотношении, при котором их свойства будут усиливаться.

Подавляющее большинство составов, а также методика их применения защищены патентами.

Главные плюсы анодированного металла


Анодированная сталь выгодно отличается от незащищенных изделий следующими качествами:
  1. Стойкость к коррозии. Барьерная пленка препятствует контакту металла с влагой, а также химически активными соединениями.
  2. Высокая прочность. Защитный слой обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям.
  3. Диэлектрические свойства. Оксидная пленка практически не проводит ток.
  4. Экологичность. Обработанная посуда приобретает устойчивость к интенсивным перепадам температур. В процессе приготовления пища не подгорает.
  5. Декоративные свойства. Некоторые металлы подвергают обработке для изменения визуальных качеств. В основном, для этих целей используют алюминий как обладающий хорошим соединением с кислородом. Добавление определенных солей в раствор электролита позволит поменять исходный цвет, придавая окрашенным изделиям ровные и глубокие оттенки.

Оксидирование также позволяет скрыть незначительные дефекты поверхности, такие как царапины или потертости.

В отличие от обычной нержавеющая сталь плохо поддается обработке как условно инертный металл. Для решения этой проблемы нержавейку покрывают никелем, а только затем проводят оксидирование. Ученые активно занимаются разработкой специальных паст, которые будут уменьшать инертные свойства наружного слоя нержавеющей стали.

Процесс обработки различных типов металла


Анодирование стали проводится с учетом свойств и характеристик металла. Для прочих соединений эти условия могут быть неприемлемыми. Рассмотрим особенности обработки отдельных металлов и сплавов на их основе.

Анодирование меди и ее сплавов

Этот металл очень плохо поддается оксидированию. Оптимальным считается электрохимический способ, в результате которого происходит изменение цвета. В качестве рабочей смеси используют фосфатные или оксалатные растворы.

Процесс отличается высокими технологическими требованиями, поэтому на практике встречается крайне редко.

Анодирование титана

Процедура считается обязательной, поскольку оксидная пленка не только увеличивает прочность заготовки, защищая от механических повреждений, но и меняет цвет в широком спектре в зависимости от уровня напряжения на протяжении рабочего цикла.

Для обработки титана подходит практически любая кислота.

Анодирование серебра

Для анодного оксидирования серебра специалисты рекомендуют применять серную печень – она способна придать синий или фиолетовый оттенки без изменения свойств серебряной поверхности.

Продолжительность рабочего цикла составляет 30 минут. После получения заданного цвета изделие достают из емкости и промывают сначала теплой, а затем холодной водой.

Анодирование алюминия


Анодирование алюминия получило наибольшее распространение. Разработано множество способов нанесения оксидной пленки, включая цветное покрытие. Особой популярностью пользуется декоративное назначение оксидирования.

Технология покрытия не отличается высокой сложностью. При большом желании оксидирование алюминия можно проводить в домашних условиях – это не потребует больших затрат.

Анодирование – универсальная технология, которая может использоваться в качестве как подготовительных работ перед покраской, так и самостоятельной защиты металлической поверхности. Кроме того, обработанным элементам можно придать дополнительные визуальные эффекты.

А вы пробовали выполнять анодное оксидирование в домашних условиях? Получилось добиться нужного качества? Поделитесь вашим опытом в блоке комментариев.

Энергия ионизации (или энергия ионизации) элементов 1 группы (щелочные металлы)

Энергия ионизации (I.E.) периодической таблицы

является важным свойством элементов. Это помогает понять сродство элемента к электронам, а также склонность элементов образовывать ионную или ковалентную связь. Так что же такое I.E.?

Энергия ионизации (I.E.)

Энергия, необходимая для удаления наиболее слабо прикрепленного 1 моль электрона изолированного газообразного 1 мольного атома с образованием одного мольного катиона.Это означает, что 1 моль электронов из 1 моля металла должен быть удален из энергии. Газообразное состояние 1 моля металла.

Мы можем написать общее уравнение для описания удаления электрона из металла.

M (г) + энергия = M + (г) + e -

здесь, M = элементы 1 группы (щелочные металлы)

Энергия ионизации атомов в периодической таблице показывает две закономерности:

обычно -

  1. увеличивается при перемещении слева направо в течение заданного периода.
  2. уменьшается при движении вниз по данной группе.

Что такое 1-я, 2-я, 3-я энергия ионизации (I.E.)

Теперь это может быть 1-й, 2-й, 3-й и т. Д.

энергия, необходимая для удаления одного моля электрона из одномольных атомов газа, - это, во-первых, I.E. То же, что и энергия, необходимая для удаления одного моля электрона из газообразного одного моля разновидности с зарядом +1.

1-я энергия ионизации: M → M + + e -
2-я энергия ионизации: M + → M 2+ + e -
3-я энергия ионизации: M 2+ → M 3+ + e -
энная энергия ионизации: M (n-1) + → M n + + e -

So nth I.E. относится к количеству энергии, необходимому для удаления электрона с зарядом + (n-1) из частиц.

1 st Энергия ионизации I группы

Период Наименование
(Обозначение элементов)
Атомный номер
(Z)
Простая электронная конфигурация Атомный радиус в пм Энергия первой ионизации
(кДж / моль
)

уменьшение

2 Литий
(Li)
3 2,1 152 526
.

Определение ионизации - Химический словарь

Что такое ионизация?

Строго говоря, ионизация - это полная потеря электрона атомарным или молекулярным компонентом. Получающийся в результате вид называется ион.


В химических уравнениях заряд ионов отображается в виде верхнего индекса, например, в этой простой реакции ионизации:

М → М + + р -

Ионы могут ионизироваться дальше:

M + → M 2+ + e -

M 2+ → M 3+ + e -

М 3+ →..... и т. д.

Катионы

Положительно заряженные ионы часто называют катионами.

Отрицательные ионы / анионы

Хотя в строгом смысле слова ионизация относится к образованию положительного иона, в обычном использовании это слово также включает образование отрицательного иона:

M + e - → M -

Отрицательно заряженные ионы часто называют анионами.

Примеры ионизации

Прямая ионизация элементов
Металлы обычно образуют катионы, а неметаллы обычно образуют анионы.Некоторые элементы, такие как углерод, золото и благородные газы, с трудом образуют ионы.

Щелочные металлы 1-й группы периодической таблицы и галогениды 17-й группы очень легко ионизируются. Щелочным металлам нужно потерять всего один электрон, чтобы получить полную электронную оболочку: аналогично, галогениды должны получить только один электрон, чтобы достичь этого. Например, натрий и хлор самопроизвольно реагируют посредством ионизации с образованием ионного соединения хлорида натрия:

2Na (т.) + Cl 2 (г) → 2NaCl (т.)

Реакция взаимодействия калия и воды путем ионизации с образованием ионного соединения гидроксида калия и водорода:

2К (с) + 2H 2 O (водн.) → 2KOH (водн.) + H 2 (г)


Ионизация молекул в растворе
Молекулы газообразного хлористого водорода легко ионизируются в воде с образованием соляной кислоты.

HCl (г) + H 2 O (водн.) ⇌ H 3 O + (водн.) + Cl - (водн.)


Самоионизация
В воде существует равновесие между молекулами воды и ионами в результате самоионизации воды. (См. Амфипротический.)


Ионизация в плазме
При очень высоких температурах электроны отрываются от атомов, образуя плазму. Например, в солнечной короне:

H → H + + e -

Энергия ионизации

Энергия, необходимая для удаления одного электрона из частицы, является его энергией ионизации.Энергия удаления второго электрона - это вторая энергия ионизации; для удаления третьего - это третья энергия ионизации и т. д.


Примеры энергии ионизации
Первые энергии ионизации элементов в третьей строке периодической таблицы следующие:

Энергия первой ионизации

Элемент Энергия первой ионизации (эВ)
Натрий 5,14
Магний 7.65
Алюминий 5,99
Кремний 8,15
Фосфор 10,49
Сера 2 90201 90209 90309 10,36

Ясно, что существует тенденция увеличения энергии ионизации, перемещающаяся слева направо в периодической таблице. График ниже иллюстрирует эту тенденцию для более широкого выбора элементов:

Первые энергии ионизации элементов


.

PPT - Ионизация переходных металлов PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

  • Ионизация переходных металлов • K • Ca • Sr • Ti • V • Cr • Mn • Fe

  • Число окисления: Примеры • CaBr2 • CO • CO2 • Mg3N2 • P4O10 • (Nh5) 2S • BeF2 • SO2 • h3O • Ch5 • Nh5Cl • NaH • Cah3 • KCl • RbNO3 • SrSO4

  • ГЛАВА 7 Химические связи

  • 0

    0

    Химические связи • Силы притяжения, удерживающие атомы вместе в соединениях, называются химическими связями.• Существует два основных типа химических связей • Ионные связи - возникают в результате электростатического притяжения между катионами и анионами • Ковалентные связи - возникают в результате разделения одной или нескольких электронных пар между двумя атомами

  • Формулы Льюиса • Валентные электроны • Электроны, которые участвуют в химической связи • Обычно это самые удаленные электроны • Эти электроны наиболее важны в химическом отношении • Схематические изображения валентных электронов в атомах

  • Формулы Льюиса: одиночные атомы • Мы показываем электроны только в крайних занятых оболочка • Электронная пара представлена ​​в виде пары точек • Непарный электрон представлен в виде одной точки Li F Na Cl

  • Образование ионных соединений • Рассмотрим реакцию между металлическим натрием и газообразным хлором • Электронные конфигурации элементы Na Cl • Атом натрия имеет низкую энергию ионизации и легко теряет единственное 3s электрон, образующий катион Na + • Атом хлора имеет сильно отрицательное сродство к электрону и легко приобретает электрон, становясь анионом Cl–

  • Образование ионных соединений Na - e –  Na + Cl + e –  Cl– Na + Cl  Na + + Cl– • Катионы Na + и анионы Cl– электростатически притягиваются друг к другу, что приводит к расширенной ионной решетке • Высокая энергия решетки преодолевает все другие факторы, участвующие в образовании NaCl из элементарного натрия и хлора

  • Образование ионных соединений Na + Cl  Na + Cl– • Мы можем записать это уравнение, используя формулы с точками Льюиса • Полное уравнение - 2 Na + Cl2 2 Na + Cl– • Его также можно записать как

  • Щелочные металлы + галогены • Реакция с галогенами, приводящая к образованию ионных галогенидов M + X–, является общим химическим свойством щелочных металлов • Это также общее химическое свойство галогенов 2M (s) + X2 2MX (s)

  • 900 62

    Ионная связь • Электростатическое взаимодействие • Ненаправленное • Центральный ион пытается максимизировать количество взаимодействий с ионами противоположного заряда • Образование ионного соединения включает потерю электронов металлом (окисление) и усиление электронов за счет неметалл (восстановление)

  • Щелочноземельные металлы + галогены Ca + F2 • Остальные металлы IIA и неметаллы VIIA реагируют аналогично: M (s) + X2 M2 + (X–) 2 (s)

  • Образование ионных соединений Li + O2 • Остальные металлы IA и неметаллы VIA реагируют аналогично: 4M (т) + O2 (г)  2 (M + 2O2–) (с) 2M (с) ) + X (s)  M + 2X2– (s) X = S, Se, Te, Po

  • Образование ионных соединений Mg + O2 • Остальные металлы IIA и неметаллы VIA реагируют аналогично : 2M (s) + O2 (g)  2 (M2 + O2–) (s) M (s) + X (s)  M2 + X2– (s) X = S, Se, Te, Po

  • Пример Напишите реакцию между кальцием и азотом.Покажите, что происходит с валентными электронами, используя формулы с точками Льюиса. Изучите таблицу 7-2

  • Ковалентная связь • Если разница в электроотрицательности двух элементов недостаточно велика, электрон не может быть полностью передан от одного атома к другому • Он становится общим для обоих атомов и образует ковалентную связь образуется

  • Образование молекулы h3 • Когда два атома H находятся бесконечно далеко друг от друга, они не взаимодействуют • Если расстояние уменьшается до определенного расстояния, 1s-электрон каждого атома H притягивается ядром другого атома H, а также его собственного ядра • Если электроны от разных атомов могут занимать одну и ту же орбиталь, они образуют ковалентную связь

  • h3 Молекула • Мы можем использовать формулы с точками Льюиса, чтобы показать ковалентную связь образование • Ковалентно связанные атомы удерживаются на расстоянии, соответствующем наименьшей полной энергии

  • Ковалентная связь • Мы говорим, что ковалентная связь nd формируется перекрытием атомных орбиталей • Ковалентно связанные атомы удерживаются вместе парой общих электронов • Расстояние между их ядрами соответствует наименьшей полной энергии • Ниже этого равновесного расстояния происходит отталкивание ядро-ядро и электрон-электрон. слишком большой, отодвигая ядра обратно на равновесное расстояние

  • HF Molecule • F более электроотрицательный, чем H • В этой молекуле электронная пара будет смещена в сторону атома F

  • F2 Molecule

  • h3O Molecule

  • Nh4 Molecule

  • Nh5 + Ion • Формулы Льюиса также могут быть составлены для многоатомных ионов

  • Нестабильные элементы, характерные для соединений, не связанных с

  • электронные конфигурации в большинстве их соединений • Электроны, общие для два атома называются связывающими электронами • Неразделенные электроны называются неподеленными парами или несвязывающими электронами • Формулы точек Льюиса основаны на правиле октетов

  • Правило октетов S = N - A • S = общее количество электронов, совместно используемых в связях • N = общее количество электронов, необходимое для достижения конфигурации благородного газа • 8 для типичных элементов • 2 для атомов H • A = общее количество электронов, имеющихся в валентных оболочках атомов • A равно периодическому номеру группы для каждого элемента • AS = количество электронов в неподеленных парах

  • Примеры • F2 • h3O • Ch5 • CO2

  • Ковалентная связь • Ковалентные связи образуются, когда атомы разделяют электроны • Если атомы разделяют 2 электрона на один образуется ковалентная связь • Если атомы разделяют 4 электрона, образуется двойная ковалентная связь • Если атомы разделяют 6 электронов, образуется тройная ковалентная связь

  • Правило октетов • Для ионов мы должны отрегулировать количество доступных электронов, A: • Добавьте один e- к A для каждого отрицательного заряда • Вычтите один e- из A для каждого положительного заряда • Пример: Nh5 +

  • Назначения И напоминания • Просмотрите конспекты лекции • Прочтите разделы с 7-1 по 7-5 • Прочтите разделы 4-5 и 4-6 главы 4 • Домашнее задание № 3 должно быть сдано к октябрю.10 • Понедельник (10.10) и вторник (11.10) - лекционная викторина №3 на основе глав 5 и 6

  • .

    Энергия ионизации - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

    Энергия ионизации - это энергия, необходимая для удаления наиболее слабо прикрепленного электрона из атома. Атом не связан ни с какими другими атомами. Химические элементы слева от периодической таблицы имеют гораздо более низкую энергию ионизации. Те, что справа, имеют гораздо более высокую энергию ионизации. Химические элементы в периодической таблице имеют гораздо более низкую энергию ионизации (из-за того, что электроны удаляются от атома с увеличением атомного радиуса).Энергия ионизации увеличивается по мере удаления каждого электрона.

    Энергии ионизации зависят от атомного радиуса . Поскольку при переходе по периодической таблице справа налево, атомный радиус увеличивается, а энергия ионизации увеличивается слева направо по периодам и вверх по группам. Исключения из этой тенденции наблюдаются для щелочноземельных металлов (группа 2) и элементов азотной группы (группа 15). Обычно элементы группы 2 имеют больше энергии ионизации, чем элементы группы 13, а элементы группы 15 имеют большую энергию ионизации, чем элементы группы 16.Группы 2 и 15 имеют полностью и наполовину заполненную электронную конфигурацию, соответственно, поэтому для удаления электрона с полностью заполненных орбиталей требуется больше энергии, чем для неполностью заполненных орбиталей.

    Щелочные металлы (группа IA) имеют небольшую энергию ионизации, особенно по сравнению с галогенами или группой VII A. В дополнение к радиусу (расстояние между ядром и электронами на внешней орбите), количество электронов между ядром и электроном (ами), на которое вы смотрите на внешней оболочке, также влияет на энергию ионизации.Этот эффект, при котором полный положительный заряд ядра не ощущается внешними электронами из-за отрицательных зарядов внутренних электронов, частично компенсирующих положительный заряд, называется экранированием. Чем больше электронов экранирует внешнюю электронную оболочку от ядра, тем меньше энергии требуется для изгнания электрона из указанного атома. Чем выше эффект экранирования , тем ниже энергия ионизации. Именно из-за эффекта экранирования энергия ионизации уменьшается сверху вниз внутри группы.Исходя из этой тенденции, считается, что цезий имеет самую низкую энергию ионизации, а фтор, как говорят, имеет самую высокую энергию ионизации (за исключением гелия и неона).

    Энергии 1-й, 2-й и 3-й ионизации [изменить | изменить источник]

    Первая энергия ионизации - это энергия , необходимая для отвода электрона от нейтрального атома, а вторая энергия ионизации - это энергия, необходимая для отвода электрона от атома с зарядом +1 и так далее.Каждая последующая энергия ионизации больше предыдущей.

    Влияние электронных оболочек на энергию ионизации [изменить | изменить источник]

    Электронные орбитали разделены на различные оболочки, которые сильно влияют на энергии ионизации различных электронов. Например, давайте посмотрим на алюминий. Алюминий - первый элемент своего периода с электронами в 3p-оболочке. Это делает энергию первой ионизации сравнительно низкой по сравнению с другими элементами за тот же период, потому что нужно избавиться только от одного электрона, чтобы образовалась стабильная 3s-оболочка, новая валентная электронная оболочка.Однако, как только вы перейдете от первой энергии ионизации ко второй энергии ионизации, произойдет большой скачок количества энергии, необходимой для изгнания другого электрона. Это потому, что вы сейчас пытаетесь забрать электрон из довольно стабильной и полной 3s электронной оболочки.

    .

    Смотрите также