MEGHATÁROZÁS

Az anyag sűrűsége a tömeg és a térfogat aránya:

M/V, [g/cm3, kg/m3]

A szilárd test sűrűsége referenciaérték. A réz sűrűsége 9,0 g/cm3. A réz elemi állapotában vörös fém (1. ábra). Legfontosabb állandóit az alábbi táblázat tartalmazza:

1. táblázat A réz fizikai tulajdonságai.

A rezet jelentős sűrűség, meglehetősen magas olvadáspont és alacsony keménység jellemzi. Rugalmassága és alakíthatósága kiemelkedően magas: a réz 0,001 mm átmérőjű (az emberi hajszálnál kb. 50-szer vékonyabb) huzalba húzható.

Rizs. 1. Réz. Kinézet.

Réz keresése a természetben

A természetben előforduló bőség tekintetében a réz messze elmarad a megfelelő alkálifémektől. Tartalmát a földkéregben körülbelül 0,003 tömegszázalékra becsülik. A réz főleg kénvegyületek formájában és gyakrabban más fémek kénérceivel együtt található. Az egyes rézásványok közül a legfontosabb a kalkopirit (CuFeS 2) és a kalkocit (Cu 2 S). Az oxigéntartalmú ásványok - kuprit (Cu 2 O) és malachit ((CuOH) 2 CO 3) - jóval kisebb ipari jelentőséggel bírnak.

A réz kémiai tulajdonságainak és sűrűségének rövid leírása

A réz számos fémmel ötvözetet képez. Különösen arannyal, ezüsttel és higannyal ötvözik.

A réz kémiai aktivitása alacsony. Levegőben állandóan sűrű zöldesszürke film borítja bázikus szén-dioxid sókból. Normál nyomáson és melegítés közben oxigénnel egyesül:

4Cu+O2=2CuO;

2Cu + O 2 = 2CuO.

Még magas hőmérsékleten sem lép reakcióba hidrogénnel, nitrogénnel és szénnel.

Normál hőmérsékleten a réz lassan egyesül a klórral, brómmal és jóddal halogénekkel:

Cu + Cl 2 = CuCl 2;

Cu + Br 2 = CuBr 2.

A réz gyenge redukálószer; nem lép reakcióba vízzel és híg sósavval. Nem oxidáló savakkal vagy ammónia-hidráttal oldják át oxigén vagy kálium-cianid jelenlétében. Tömény kénsav és salétromsav, aqua regia, kalkogén és nemfém-oxidok oxidálják. Hevítésre reagál hidrogén-halogenidekkel.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Az emberek ősidők óta használják a rezet a mindennapi életben. A modern ember számára nagyon fontos paraméter a sűrűsége és a fajsúlya.

Ezeket az adatokat a műszaki iparban a különféle kommunikációs eszközök, alkatrészek, termékek és alkatrészek gyártása során felhasznált anyagok összetételének kiszámításához használják fel.

Alapvető tudnivalók a rézről

A réz a leggyakoribb színesfém. Nevét latinul - Cuprum - Ciprus szigetének tiszteletére kapta. Ott bányászták az ókori görögök évezredekkel ezelőtt. A történészek még a rézkort is kitalálták, amely a Kr. e. 4-től V. századig tartott. e. Abban az időben a népszerű fémből készült emberek:

• fegyver;
• edények;
• dekorációk;
• érméket.

A táblázatban D.I. Mengyelejev, a 29. helyen áll. Ez az elem egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik - fizikai, kémiai és mechanikai. Az ókorban a réz a természetes környezetben rögök formájában volt megtalálható, néha nagyon nagy méretű. Az emberek nyílt tűzön felmelegítették a sziklát, majd erősen lehűtötték. Ennek eredményeként megrepedt, ami lehetővé tette a fém helyreállítását. Ez az egyszerű technológia lehetővé tette egy népszerű elem fejlesztésének megkezdését.

Tulajdonságok

A réz vöröses színű, rózsaszín árnyalatú színesfém, nagy sűrűséggel felruházva. A természetben több mint 170 féle ásvány található, amelyek Cuprumot tartalmaznak. Ezek közül csak 17-ben folyik ennek az elemnek az ipari bányászata. Ennek a kémiai elemnek a nagy része az ércfémekben található:

• kalkocit - akár 80%;
• bronit - legfeljebb 65%;
• Kovelin - akár 64%.

Ezekből az ásványokból a rezet dúsítják és olvasztják. A magas hővezető képesség és az elektromos vezetőképesség a színesfémek megkülönböztető tulajdonságai. 1063 o C-on kezd olvadni, és 2600 o C-on forr. A Cuprum márka a gyártási módtól függ. Fém történik:

• hidegen húzott;
• bérbeadás;
• öntvény.

Minden típusnak megvannak a saját speciális paraméteres számításai, amelyek jellemzik a nyírási ellenállás mértékét, a terhelések és a nyomás hatására bekövetkező alakváltozásokat, valamint az anyag szakítószilárdságát.

A színesfém hevítés közben aktívan oxidálódik. 385 o C hőmérsékleten réz-oxid képződik. Tartalma csökkenti más fémek hővezető képességét és elektromos vezetőképességét. A nedvességgel való kölcsönhatás során a fém kupritot, savas környezettel pedig vitriolt képez.

Tulajdonságaiból adódóan ezt a kémiai elemet aktívan használják elektromos és elektronikus rendszerek, valamint sok más egyéb célú termék gyártásában. A legfontosabb tulajdonság az sűrűsége 1 kg/m 3, mivel ez a mutató az előállított termék tömegének meghatározására szolgál. A sűrűség a tömeg és a teljes térfogat arányát mutatja.

A sűrűség mértékegységeinek mérésére a leggyakoribb rendszer az 1 kilogramm/m3. Ez a szám réz esetében 8,93 kg/m3. Folyékony formában a sűrűség 8,0 g/cm 3 lesz. A teljes sűrűség a különböző szennyeződéseket tartalmazó fém típusától függően változhat. Erre a célra az anyag fajsúlyát kell használni. Nagyon fontos jellemző a réztartalmú anyagok előállításánál. A fajsúly ​​a réz tömegének arányát jellemzi az ötvözet teljes térfogatában.

A réz fajsúlya 8,94 g/cm3 lesz. A réz fajlagos sűrűsége és tömegparaméterei megegyeznek, de ez az egybeesés nem jellemző más fémekre. A fajsúly ​​nemcsak az azt tartalmazó termékek gyártásánál, hanem a selejt feldolgozásánál is nagyon fontos. Számos technika használható a termékek alakításához szükséges anyagok ésszerű kiválasztására. A nemzetközi SI-rendszerekben a fajsúly ​​paraméterét newtonban adják meg 1 egységnyi térfogatban.

Nagyon fontos, hogy minden számítást elvégezzünk az eszközök és mechanizmusok tervezési szakaszában. A fajsúly ​​és a tömeg különböző értékek, de szükségszerűen a Cuprumot tartalmazó különböző alkatrészek nyersdarabjainak tömegének meghatározására szolgálnak.

Ha összehasonlítjuk a réz és az alumínium sűrűségét, nagy különbséget fogunk látni. Az alumínium esetében ez a szám 2698,72 kg/m 3 szobahőmérsékleten. A hőmérséklet növekedésével azonban a paraméterek eltérőek lesznek. Amikor az alumínium hevítés hatására folyékony halmazállapotúvá alakul, sűrűsége 2,55–2,34 g/cm 3 tartományba esik. A mutató mindig az alumíniumötvözetek ötvözőelem-tartalmától függ.

Fémötvözetek műszaki mutatói

A legelterjedtebb rézalapú ötvözetek a sárgaréz és a bronz számít. Összetételüket más elemek is alkotják:

• cink;
• nikkel;
• ón;
• bizmut.

Minden ötvözet szerkezetében különbözik. Az ón jelenléte a készítményben kiváló minőségű bronzötvözetek előállítását teszi lehetővé. Az olcsóbb ötvözetek közé tartozik a nikkel vagy a cink. Cuprum alapú anyagok a következő jellemzőkkel rendelkezik:

• nagy rugalmasság és kopásállóság;
• elektromos vezetőképesség;
• az agresszív környezettel szembeni ellenállás;
• alacsony súrlódási együttható.

A rézalapú ötvözetek széles körben használatosak az ipari termelésben. Edények, ékszerek, elektromos vezetékek és fűtési rendszerek gyártására használják őket. A Cuprum anyagokat gyakran használják házak homlokzatának díszítésére és kompozíciók készítésére. Az anyag használatának fő jellemzői a nagy stabilitás és rugalmasság.

A réz fajsúlyának kiszámítása

Mint tudják, az elmúlt több száz év során a fejlődés meglehetősen messzire ment, ami viszont számos iparág fejlődését tette lehetővé szerte a világon. A kohászati ​​gyártás sem maradt el, hiszen a tudomány számos technológiát, számítási módszert adott ennek az iparágnak, köztük a fémek fajsúlyának mérésére is.

Mivel a különféle rézötvözetek összetételükben, valamint fizikai és kémiai tulajdonságaikban különböznek egymástól, ez lehetővé teszi az egyes termékekhez vagy alkatrészekhez a szükséges ötvözet kiválasztását. A hengerelt termékek gyártásához szükséges tömeg kiszámításához ismerni kell a megfelelő minőség fajsúlyát.

Fém fajsúlyának mérésére szolgáló képlet

A fajsúly ​​egy adott ötvözetből származó homogén fém P tömegének az ötvözet térfogatához viszonyított aránya. A fajsúlyt a γ szimbólum jelöli, és soha nem szabad összetéveszteni a sűrűséggel. Bár a réz és más fémek sűrűsége és fajsúlya nagyon gyakran megegyezik, érdemes megjegyezni, hogy ez nem minden körülmények között igaz.

Így a réz fajsúlyának kiszámításához a γ = P/V képletet használjuk

Egy bizonyos méretű hengerelt réz súlyának kiszámításához pedig a keresztmetszeti területét megszorozzuk a fajsúlyával és hosszával.

A fajsúly ​​mértékegységei

A réz és más ötvözetek fajsúlyának mérésére a következő mértékegységek használhatók:

az SGS rendszerben - 1 din/cm 3,

az SI rendszerben - 1 n/m 3,

az MKSS rendszerben - 1 kg/m 3.

Ezeket az egységeket egy bizonyos arány köti össze, amely így néz ki:

0,1 din/cm3 = 1 n/m3 = 0,102 kg/m3.

A réz fajsúlyának kiszámítási módszerei

1. Speciális használata weboldalunkon,

2. Képletekkel számítsa ki a hengerelt termék keresztmetszeti területét, majd szorozza meg a márka fajsúlyával és a hosszával.

1. példa: számítsa ki a 4 mm vastag, 1000x2000 mm méretű, 24 darab M2 rézötvözetből készült rézlemezek tömegét

Számítsuk ki egy lap térfogatát V = 4 1000 2000 = 8000000 mm 3 = 8000 cm 3

Tudva, hogy az M3 minőségű réz 1 cm 3 fajsúlya = 8,94 g/cm 3

Számítsuk ki egy hengerelt lap tömegét M = 8,94 8000 = 71520 g = 71,52 kg

Teljes az összes hengerelt termék tömege M = 71,52 24 = 1716,48 kg

2. példa: számítsa ki egy D 32 mm-es, 100 méter teljes hosszúságú rézrúd tömegét az MNZH5-1 réz-nikkel ötvözetből

A 32 mm átmérőjű rúd keresztmetszete S = πR 2 S = 3,1415 16 2 = 803,84 mm 2 = 8,03 cm 2

Határozzuk meg a teljes hengerelt termék tömegét, tudva, hogy az MNZH5-1 réz-nikkel ötvözet fajsúlya 8,7 g/cm 3

Teljes M = 8,0384 8,7 10000 = 699340,80 gramm = 699,34 kg

3. példa: számítsa ki a BrNHK hőálló rézötvözetből készült réznégyzet súlyát, amelynek oldala 20 mm és hossza 7,4 méter

Keressük a V = 2 2 740 = 2960 cm 3 hengerelt térfogatot

Nincs olyan ember, aki ne látott volna sárga fémet egész életében. A természetben számos olyan ásvány található, amelyek megjelenésükben hasonlítanak a sárga fémhez. De ahogy mondják: „nem minden arany, ami csillog”. Annak érdekében, hogy ne tévessze össze a nemesfémet más anyagokkal, ismernie kell az arany sűrűségét.

A nemesfém sűrűsége

Az arany molekuláris szerkezete.

A nemesfémek egyik fontos jellemzője a sűrűsége. Az arany sűrűségét kg m3-ben mérik.

A fajsúly ​​nagyon fontos jellemzője az aranynak. Ezt általában nem veszik figyelembe, mivel az ékszerek: gyűrűk, fülbevalók, medálok nagyon kis súlyúak. De ha egy kilogramm valódi sárga fém rúdját tartod a kezedben, láthatod, hogy nagyon nehéz. Az arany jelentős sűrűsége megkönnyíti a bányászatot. Így a zsilipeknél végzett mosás biztosítja az arany magas szintű visszanyerését a mosott kőzetekből.

Az arany sűrűsége 19,3 gramm köbcentiméterenként.

Ez azt jelenti, hogy ha vesz egy bizonyos térfogatú nemesfémet, akkor az majdnem 20-szor nagyobb lesz, mint az azonos térfogatú sima víz. Egy kétliteres műanyag palack aranyszínű homok súlya körülbelül 32 kg. 500 gramm nemesfémből 18,85 mm oldalhosszúságú kockát rakhatsz ki.

Különböző minták és színek arany sűrűségének táblázata.

Az eredeti arany sűrűsége több egységgel kisebb, mint a már megtisztított fémé, és köbcentiméterenként 18-18,5 gramm között változhat.

Az 583 arany kevésbé sűrű, mivel ez az ötvözet különböző fémekből áll.

Otthon maga is meghatározhatja az arany sűrűségét. Ehhez meg kell mérni a nemesfém terméket közönséges mérlegen, amelyben az osztásértéknek legalább 1 grammnak kell lennie. Ezt követően egy térfogatjelzéssel ellátott edényt kell feltölteni folyadékkal, jelen esetben vízzel, amibe a dekorációt le kell engedni. Ügyelni kell arra, hogy a folyadék ne folyjon túl.

Ezt követően megmérjük, mennyit változott a folyadék térfogata az aranytárgy edénybe eresztése után. Az iskolából ismert speciális képlet segítségével kiszámítjuk a sűrűséget: tömeg osztva térfogattal.

Emlékeztetni kell arra, hogy a nemesfémtermékek nem tiszta aranyból készülnek, ezért az ötvözetminta sűrűségét módosítani kell.

Hogyan lehet megkülönböztetni az igazi sárga fémet a hamisítványtól?

Jelenleg az orosz és a külföldi piacokon is nagyon nagy százalékban van hamisított arany. Hatalmas a kockázata annak, hogy akár 5% nemesfémet tartalmazó arany ékszert vásárolnak, vagy egyáltalán nem. Az aranyvásárlás alapvető szabályai segítenek elkerülni, hogy megtévesztve érezd magad.

Először is alaposan meg kell vizsgálnia a terméket. Minta kell rajta. Ezenkívül nem tartalmazhat görbe számokat vagy elmosódott jeleket. Ellenkező esetben ez a hamisítás első jele.

Az aranytermékek egységes állami fémjelzésének mintája.

A hamisítvány következő jele a nemesfém ékszer hátoldala. Ugyanolyan jól kell kivitelezni, mint az elülső oldalt, különben gyenge minőségű termékről van szó. Egy termék minőségének meghatározása olyan jellemzőkkel is lehetséges, mint például az arany sűrűsége, de lehetetlen ilyen kísérletet végezni egy boltban.

Ennek meghatározására is van mód, az úgynevezett erőpróba. Igaz, nem mindig lehet az eladó előtt megkarcolni egy aranytárgyat, így ez a módszer nem valósítható meg.

Jód teszt.

A következő kémiai módszerek jó módszerként szolgálhatnak egy termék minőségének meghatározására. A sárga fém ékszerre csepegtethetsz egy kis jódot. Ha a folt sötét színű, akkor bizalommal beszélhetünk a kínált termék minőségéről. Az asztali ecet is segíthet. Ha a benne eltöltött három perc után a nemesfém elsötétült, akkor nyugodtan viheti a terméket a szeméttelepre.

Az arany-klorid nagy segítség lehet a minőség meghatározásában. A kémia tanfolyamról nemcsak az arany sűrűsége vált ismertté, hanem az is, hogy nem tud semmilyen kémiai reakcióba lépni. Ezért, ha az arany-klorid nemesfémre való felhordása után az romlani kezd, akkor ez valódi hamisítvány, és a szemétbe kell tartoznia.

Az egyik legjobb módja annak, hogy megvédje magát a hamisított áruk vásárlásától, ha nemesfém termékeket vásárol jól ismert szaküzletekben.

Ebben az esetben nagy a valószínűsége annak, hogy valóban kiváló minőségű terméket vásárolnak. Annak ellenére, hogy az ára egy kicsit magasabb, mint a különböző üzletekben és piacokon, a minőség megéri. Ellenkező esetben hamisított terméket vásárolhat, és nagyon megbánhatja a megtakarított pénzt.

Arany Ikrek

A természetben számos olyan fém található, amelyek sűrűsége megegyezik az aranyéval. Ezek az urán, amely radioaktív, és a volfrám. Olcsóbb, mint a sárga fém, de a volfrám és az arany sűrűsége közel azonos, a különbség három tized. A wolframot az különbözteti meg az aranytól, hogy más a színe, és sokkal keményebb, mint a sárga fém. A tiszta arany nagyon puha és könnyen megkarcolható egy körömmel.

Belül volfrámmal töltött hamis aranyrúd.

Az a tény, hogy az elemek, például a wolfram és az arany sűrűsége azonos, nagyon vonzó a hamisítók számára. Az aranyrudakat hasonló sűrűségű és tömegű volfrámra cserélik, tetejüket pedig vékony nemesfémréteggel fedik le. Ugyanakkor a sárga fém magas ára miatt a volfrám népszerűbb a fiatalok körében. A wolfram termékek sokkal olcsóbbak és karcállóbbak.

Ólomsűrűség

Minél tisztább az arany, annál kevésbé kemény, ezért a múltban a sárga fémet megharapták tesztelés céljából. Ez a módszer megbízhatatlan. Az ékszer készülhet ólomból, nagyon vékony aranyréteggel bevonva. Az ólom puha szerkezetű is. Megpróbálhatja megkarcolni az ékszert a rossz oldalról, és egy nagyon vékony nemesfémréteg alatt nem nemesfém található.

A periódusos rendszer elemének - az ólomnak és testvérének - az aranynak a sűrűsége eltérő. Az ólom sűrűsége jóval kisebb, mint az aranyé, és 11,34 gramm köbcentiméterenként. Így, ha az azonos térfogatú sárga fémet és ólmot vesszük, akkor az arany tömege sokkal nagyobb lesz, mint az ólomé.

A fehérarany sárga nemesfém ötvözete platinával vagy más fémekkel, amelyek fehér, vagy inkább matt ezüst színt adnak. A mindennapi életben van egy vélemény, hogy a „fehér arany” a platina egyik neve, de ez nem így van. Ez a fajta arany valamivel többe kerül a szokásosnál. Megjelenésében a fehér fém az ezüsthöz hasonlít, ami sokkal olcsóbb. A periódusos rendszer olyan elemeinek sűrűsége, mint az arany és az ezüst, eltérő. Hogyan lehet megkülönböztetni a fehér aranyat az ezüsttől? Ezek a nemesfémek különböző sűrűségűek.

Az ezüst a legkevésbé sűrű anyag a cikkben tárgyaltak közül.

Az arany sűrűsége nagyobb, mint az ezüsté. Sűrűsége 10,49 gramm köbcentiméterenként. Az ezüst sokkal lágyabb, mint a fehér fém. Ezért ha egy ezüst tárgyat végighúz egy fehér lapon, egy jel marad. Ha fehér nemesfémmel csinálod ugyanezt, akkor nem lesz nyoma.

Táblázat található a folyadékok sűrűségéről különböző hőmérsékleteken és légköri nyomáson a leggyakoribb folyadékok esetében. A táblázatban szereplő sűrűségértékek a feltüntetett hőmérsékleteknek felelnek meg, az adatok interpolációja megengedett.

Sok anyag képes folyékony állapotban lenni. A folyadékok különböző eredetű és összetételű anyagok, amelyek folyékonyak, bizonyos erők hatására képesek alakjuk megváltoztatására. A folyadék sűrűsége a folyadék tömegének és az általa elfoglalt térfogatnak az aránya.

Nézzünk példákat egyes folyadékok sűrűségére. Az első anyag, ami eszünkbe jut, ha meghallod a „folyékony” szót, a víz. És ez egyáltalán nem véletlen, mert a víz a leggyakoribb anyag a bolygón, és ezért ideálisnak tekinthető.

1000 kg/m 3 desztillált és 1030 kg/m 3 tengervíz esetében. Mivel ez az érték szorosan összefügg a hőmérséklettel, érdemes megjegyezni, hogy ezt az „ideális” értéket +3,7°C-on kaptuk. A forrásban lévő víz sűrűsége valamivel kisebb lesz - 100 ° C-on 958,4 kg / m 3 . A folyadékok hevítésekor sűrűségük általában csökken.

A víz sűrűsége hasonló értékű, mint a különböző élelmiszerek. Ezek olyan termékek, mint: ecetes oldat, bor, 20% tejszín és 30% tejföl. Egyes termékek sűrűbbnek bizonyulnak, például a tojássárgája - sűrűsége 1042 kg/m3. A víznél sűrűbbek: ananászlé - 1084 kg/m3, szőlőlé - 1361 kg/m3-ig, narancslé - 1043 kg/m3, Coca-Cola és sör - 1030 kg/m3.

Sok anyag kevésbé sűrű, mint a víz. Például az alkoholok sokkal könnyebbek, mint a víz. Tehát a sűrűség 789 kg/m3, butil - 810 kg/m3, metil - 793 kg/m3 (20°C-on). Bizonyos típusú üzemanyagok és olajok sűrűsége még alacsonyabb: olaj - 730-940 kg/m3, benzin - 680-800 kg/m3. A kerozin sűrűsége körülbelül 800 kg/m3, - 879 kg/m3, a fűtőolaj - akár 990 kg/m3.

Az alacsony sűrűségű indikátorokat az alábbi folyadékok jellemzik: terpentin 870 kg/m 3,