Номер 6, страница 130 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 27. Сплавы. Глава 2. Общие свойства металлов - номер 6, страница 130.

Условие.

6. Почему многие металлы применяются в виде сплавов? Составьте рассказ об использовании сплавов в технике.

Решение.

Решение 2.

Почему многие металлы применяются в виде сплавов?

Металлы в чистом виде редко обладают полным набором свойств, необходимых для их практического применения в технике и быту. Например, многие чистые металлы, такие как железо, алюминий или золото, являются относительно мягкими, подвержены коррозии или имеют другие недостатки. Сплавы — это материалы, состоящие из двух или более элементов, где как минимум один является металлом. Создание сплавов позволяет целенаправленно изменять и улучшать свойства исходных металлов, придавая им новые, полезные характеристики.

Главная причина широкого использования сплавов — возможность кардинально улучшить их механические свойства, такие как прочность и твердость. Например, чистое железо — ковкий и не очень прочный металл. Однако добавление небольшого количества углерода превращает его в сталь — гораздо более прочный и твердый материал, который является основой современной промышленности. Аналогично, чистое золото слишком мягкое для ювелирных изделий, поэтому его сплавляют с медью или серебром для придания необходимой износостойкости.

Другой важной причиной является повышение коррозионной стойкости. Многие металлы, особенно железо, быстро ржавеют при контакте с воздухом и влагой. Добавление в сталь хрома и никеля создает нержавеющую сталь, которая устойчива к коррозии и используется для изготовления столовых приборов, медицинских инструментов и химического оборудования.

Сплавы также позволяют управлять температурой плавления. Классический пример — припои (сплавы олова со свинцом или другими металлами), которые имеют температуру плавления ниже, чем у их компонентов. Это позволяет использовать их для пайки электронных компонентов без их термического повреждения.

Кроме того, легирование (введение специальных добавок) позволяет создавать материалы с уникальными физическими свойствами. Сплав никеля и хрома (нихром) обладает высоким электрическим сопротивлением и жаростойкостью, что делает его идеальным для нагревательных элементов. Сплавы с эффектом памяти формы, как нитинол (никель и титан), могут возвращаться к своей первоначальной форме после деформации при нагреве, что нашло применение в медицине и технике.

Наконец, использование сплавов часто является экономически целесообразным, так как позволяет снизить стоимость конечного изделия за счет добавления более дешевых компонентов к дорогим металлам без существенной потери ключевых свойств.

Ответ: Металлы применяются в виде сплавов для целенаправленного улучшения их свойств: повышения прочности и твердости, увеличения коррозионной стойкости, изменения температуры плавления, придания специальных физических качеств (магнитных, электрических, термических) и снижения стоимости. Сплавы позволяют создавать материалы, точно соответствующие требованиям конкретных технических задач, что невозможно при использовании чистых металлов.

Составьте рассказ об использовании сплавов в технике.

Сплавы являются фундаментом, на котором построена современная цивилизация. Их использование настолько повсеместно, что мы часто не замечаем их присутствия, хотя они окружают нас повсюду — от гигантских мостов до микроскопических деталей в смартфонах.

История технического прогресса неразрывно связана с освоением новых сплавов. Всё началось с бронзы (сплава меди с оловом), которая дала название целой эпохе. Бронза была прочнее и долговечнее чистой меди, что позволило создавать более совершенные орудия труда, оружие и украшения. Затем наступил железный век, но настоящий прорыв произошел с изобретением стали — сплава железа с углеродом. Сталь и ее разновидность, чугун, стали основой промышленной революции. Из них строили железные дороги, мосты, каркасы первых небоскребов, станки и двигатели. Сегодня конструкционные стали незаменимы в строительстве для создания железобетонных конструкций и несущих элементов зданий.

В XX веке гонка за скоростью и высотой потребовала новых материалов. На сцену вышли легкие и прочные сплавы. Алюминиевые сплавы, такие как дюралюминий, совершили революцию в авиации. Их малый вес и достаточная прочность позволили самолетам стать больше, быстрее и летать дальше. Сегодня фюзеляжи и крылья большинства самолетов сделаны именно из них. Автомобильная промышленность также активно использует алюминиевые сплавы для снижения веса машин и, как следствие, расхода топлива.

Для еще более экстремальных условий, например, в аэрокосмической технике, применяются титановые сплавы. Они обладают уникальным сочетанием высокой прочности, малого веса и жаропрочности. Из них делают детали реактивных двигателей, обшивку сверхзвуковых самолетов и корпусы космических кораблей. Благодаря своей биосовместимости, титановые сплавы стали незаменимы в медицине для изготовления имплантатов — искусственных суставов, зубных имплантов и пластин для фиксации костей.

Мир электроники был бы невозможен без специальных сплавов. Припои на основе олова соединяют компоненты на печатных платах, обеспечивая электрический контакт. В каждом бытовом приборе, где есть нагревательный элемент — будь то тостер, фен или электрический чайник — работает проволока из нихрома, сплава, который эффективно превращает электрический ток в тепло и не перегорает при высоких температурах.

Даже в быту нас окружают сплавы. Столовые приборы, мойки и кастрюли из нержавеющей стали служат долго, не ржавеют и гигиеничны. Красивые смесители в ванной и дверные ручки часто делают из латуни (сплав меди с цинком), а изящные музыкальные инструменты, такие как саксофоны, обязаны своим звучанием именно этому сплаву. Таким образом, от монументальных сооружений до повседневных мелочей, сплавы являются неотъемлемой частью техники и нашей жизни, постоянно развиваясь и открывая новые горизонты для человечества.

Ответ: Сплавы играют ключевую роль во всех областях техники. В строительстве используются стали и чугуны для создания прочных каркасов зданий и мостов. В авиации и автомобилестроении применяются легкие и прочные алюминиевые и титановые сплавы для снижения веса и повышения эффективности. В электронике специальные сплавы, такие как припои и нихром, обеспечивают работу устройств. В медицине биосовместимые титановые сплавы и нержавеющая сталь используются для имплантатов и инструментов. В быту нас окружают изделия из нержавеющей стали, латуни и других сплавов, что демонстрирует их повсеместное и незаменимое значение для современной цивилизации.