大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于重金屬超標的金屬制品的問題,于是小編就整理了1個相關介紹重金屬超標的金屬制品的解答,讓我們一起看看吧。
世界上有沒有不生銹的金屬?
按照我們對金屬生銹的理解,是指在空氣中被氧化導致在金屬表面形成一層氧化膜(層),一般情況下,金屬生銹后就會失去其金屬光澤。而在空氣中不易被氧化或者不被氧化的話,金屬就不會生銹。這里的氧化是一種化學反應,不單單指的是與氧發生反應。
如果找一種不生銹的金屬,是的,和大多數人想的一樣,就是金。金在常溫常壓下的化學性質非常穩定,不與氧氣等氣體發生氧化反應,也不溶于硫酸、鹽酸、硝酸等單一的酸性溶液中。所以在金屬活動性順序排名中,金排在最后一位可不是浪得虛名。
當然,嚴格的說,不會生銹的金屬是不存在的,穩定性都是相對的,所有金屬在不同的環境中都會產生氧化或其它的化學反應,金也不例外,只是氧化的速度非常慢,我們基本感覺不到罷了。
比如在汞蒸氣中,金會與汞發生反應,生成一種叫金汞齊的化合物,金汞齊的顏色還是是白色或黃白色的,附著在黃金表面,就像是黃金褪色掉色了一樣。不過,空氣中的汞含量非常低,并且大多是以汞的化合物存在的,所以,不必擔心金會被汞銹蝕。
答:世界上沒有絕對不生銹的金屬,只是生銹速度快慢而已。
在金屬元素中,除了少數幾個錫、銻、鉍等等金屬外,其原子的最外層電子數小于等于4,容易失去電子,表現出還原性,在1~118號元素當中,有80多種金屬元素。
我們說金屬暴露在空氣中生銹了,是指金屬和氧氣發生氧化還原反應,生成了氧化物;鐵比銅更容易生銹,原因是鐵比銅更活波,而且鐵生銹后生成的氧化物松散,會加快鐵的腐蝕,銅生銹后的生成的氧化物非常致密,阻止了銅繼續腐蝕。
這樣的話,化學性質穩定的金屬,肯定就不容易生銹;在大多數人的印象中,鉑和金的化學性質穩定,常溫下連王水都腐蝕不了。
但是鉑和金并非完全不生銹,黃金制品在使用久了以后,表面也會失去光澤,然后需要“洗金”來恢復表面的光澤度,一般洗金用的液體正是王水,可以把被氧化的金溶解掉。
如此看來,金也并非不會生銹,只是生銹的速度非常慢而已;金在微電子領域有著重要應用,因為金還有兩個超群的本領——優秀的延展性和導電性,加上金的化學性質穩定,使得金是導體中的最理想材料,無奈價格太高,無法普遍使用。
在眾多金屬中,化學性質還有比金更穩定的,比如金屬鉭和金屬銥,金在常溫下不和王水反應,但是隨著溫度的升高,金也會被王水和濃硫酸很快腐蝕掉。
金屬鉭
鉭是最穩定的金屬元素之一,熔點更是高達2996℃,在超低溫下還保持著非常好的韌性,在高溫下也保持著穩定的化學性質;科學研究發現,鉭金屬在200℃的濃硫酸中浸泡一年,腐蝕厚度只有0.006毫米,這是金遠遠不能比的。
金屬銥
銥應該是最耐腐蝕的金屬元素,熔點2410℃,哪怕在高溫下,也能抵抗濃硫酸和王水的腐蝕,在1500℃的環境中,銥還保持著良好的金屬特性,用銥做成的熱電偶,能直接測量2000℃的高溫,但是金屬銥非常脆,這也限制了它的應用。
所以,絕對不生銹的金屬是不存在的,只是生銹速度的快慢不同而已。
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先闡述觀點
”生銹“是個很含糊的詞,可以狹義理解為:金屬與氧氣反應;也可以廣義理解為:金屬遭受化學/電化學腐蝕,使得表面的顏色或形貌發生改變。
從狹義的生銹角度來看:除了黃金仍有爭議外,其它金屬均會生銹。
從廣義的生銹角度來看:所有金屬都難逃生銹魔爪。
(百年歷史的銥坩堝鎮樓)
先白話一下理論
從理論上說,在一定溫度和壓力下,金屬與氧的反應是否能夠自發進行,決定于從反應前的狀態到反應后的狀態,是否對外做功(體系的自由能是否降低)。說白了,就是”水往低處流“的原理。
在常溫常壓下,除黃金外,其它所有金屬與氧氣反應生成氧化物,都是對外做功的,意味著均可自發進行。(下圖供參考,只需注意:在25℃時,只有金生成氧化物時,能量是升高的,其它內容自動忽略即可)
某童鞋有意見了:很多金屬在常溫常壓下雖然會與氧反應,但只是在表面生成透明的,具有保護性質的氧化保護膜,這個,按題目意思,應該不算生銹吧。
OK,按這樣的意思,把【與氧反應,且造成顯而易見的顏色,或表面形貌改變】稱為生銹,那結論,是否會不一樣呢?
讓我們來具體分析一些金屬吧。
鉭
剛才在答題區,看到有朋友提到這種金屬,就先說這個吧。
雖然鉭在王水,硝酸,鹽酸中的耐腐蝕性,超過了黃金,鉑,在室溫下,表面的透明氧化膜也幾乎“刀槍不入”,但是,在高溫下,它的氧化層結構變得疏松,失去保護性,成了暗色,易脫落的“氧化皮”。
筆者的鉭戒指,被某童鞋拿到煤氣灶上燒,成了下面這個鬼樣子。
鎢 & 鉬
別看這兩種金屬熔點很高,且燈泡中的鎢絲,看起來似乎挺亮,其實他們在常溫潮濕空氣中,就可以和氧反應變色,生成鎢和鉬的氧化物。
下圖,就是一塊“變了色”的鎢。
這是變色的鉬
鉑
鉑金,首飾店和實驗室的必需品,鉑坩堝不是經常都放在火上燒么?總不會生銹吧。
其實,鉑金在常溫下,表面也能生成一層極薄,透明的氧化膜(也有人認為僅是氧氣的吸附)。在500℃以上,鉑的氧化物開始揮發,在1200℃時就比較明顯,導致鉑的失重。
仔細觀察長期灼燒后的鉑器皿,是可以發現它的表面形貌有所改變的,當然,這并不影響鉑在“抗氧化界”的聲譽。
如果從廣義角度來看,讓鉑“生銹”的情況,就更多了:王水不用說,下面東西或許會讓你稍稍詫異, 它就是 —— 沸騰的濃硫酸!
下圖是鉑片經過48小時后的腐蝕形貌,額,有點,慘不忍睹啊。
黃金
黃金,還是繞不過去的,正如前文所述,金與氧生成氧化物的反應,在一般條件下無法自發進行,在空氣中,黃金直到熔點,也不會和氧化合。
據資料報道,黃金在500℃的純氧中(氧分壓未知),會生成Au2O氧化物,但該說法并未得到廣泛認可。
因此,在狹義的【生銹】定義下,黃金勉強可以用來制造”永不生銹的螺絲釘“。
當然,若按廣義的【生銹】說法,黃金也要“撲街”,它對含氯離子+氧化劑的偏酸性工況,特別敏感。比如含有空氣的鹽酸,在密閉容器中加熱到150℃,黃金明顯腐蝕! 很濃的硝酸,單憑自己的力量,也能搞定它。 黃金懼怕的不明勢力,還是很多滴。
銥
最后依然要說說館長最喜歡的金屬”銥“,這種號稱”最耐腐蝕的金屬“,在常壓下幾乎能免疫一切酸的腐蝕。但氧氣還是可以搞定它的,在600℃左右加熱,銥表面會形成黑色的氧化層,因此,它還是會”生銹“的。
(下圖的銥塊其實早已被我燒過,此時表面溫度并不高,乃擺拍,僅為說明效果)
總結
一物克一物,一物降一物,這,的確是大自然的普遍規律呀!
到此,以上就是小編對于重金屬超標的金屬制品的問題就介紹到這了,希望介紹關于重金屬超標的金屬制品的1點解答對大家有用。