В работе раскрыты физические и химические свойства, применение семёрки металлов, известных с древности; приведены пословицы и поговорки про указанные металлы в определённом порядке; рассмотрено толкование некоторых пословиц и поговорок. В практической части описаны проведённые опыты с металлами, подобранные занимательные задания и эффектные опыты.
Вложение | Размер |
---|---|
Работа научного общества учащихся " Пословицы и поговорки про металлы" | 150.19 КБ |
Презентация работы для защиты на НОУ | 2.76 МБ |
Содержание
Введение………………………………………………………………………… .2
Глава 1 Свойства металлов семёрки древности……………………….…….4
1.1 Физические свойства металлов в связи с их применением…………….….4
1.2. Химические свойства металлов……………………………………………..8
1.2.1.Взаимодействие с неметаллами……………………………………………8
1.2.2. Взаимодействие с водой…………………………………………………..10
1.2.2.Взаимодействие с кислотами –неокислителями…………………………10
1.2.3. Взаимодействие с кислотами – окислителями…………………………..10
1.2.4. Взаимодействие с растворами солей…………………………………….12
1.2.5. Особенные свойства ………………………………………………………12
Глава 2. Пословицы и поговорки про металлы…….....................................15
2.1. Определение пословиц и поговорок
2.2. Пословицы и поговорки про металлы из семёрки древности…………...15
2.2.1.Пословицы и поговорки о металлах вообще………………….…………..15
2.2.2. Пословицы и поговорки про золото ………………………….…………..16
2.2.3. Пословицы и поговорки про серебро…………………………….……….17
2.2. 3.Пословицы и поговорки про железо…………………………….…..…….18
2.2.4. Пословицы и поговорки про медь, олово, свинец и ртуть.………………21
2.3. Толкование некоторых пословиц и поговорок………………………..……22
3. Практическая часть…..…………………………………………………..…..23
3. 1. Занимательные задания…………………………………………….………..23
3.1.1.Похищение золота………………………………………………….……….23
3.1.2.Чёрное и красное…………………………………………………………….23
3.1.3.Одно из свойств серебра………………………………………………….…24
3.1.4.Один из самых древних……………………………………………………..24
3.1.5. Металл – помощник………………………………………………………...25
3.1.6.Оловянная чума……………………………………………………………...25
3.2. Опыты с металлами…………………………………………………………...27
3.2.1.Физические свойства металлов……………………………………………..27
3.2.2. Химические свойства……………………………………………………….28
3.3. Эффектные опыты…………………………………………………………..32
3.3.1. Ферратный вулкан…………………………………………………………..32
3.3.2. « Сноп » искр из тигля………………………………………………………32
3.3.3. Железный вулкан Лемери…………………………………………………..33
3.3.4. Золотой нож………………………………………………………………….34
3.3.5.Дерево Юпитера……………………………………………………………..34
3.3.6. Сатурново дерево…………………………………………………………....34
3.3.7. Замшелые камни…………………………………………………………….34
Заключение…………………………………………………………………………35
Литература………………………………………………………………………...36
Приложения……………………………………………………………………….38
Введение
С незапамятных времен человек знаком с семью металлами: железом, медью, серебром, оловом, золотом, ртутью и свинцом. Два из них — золото и серебро — за красоту и стойкость стали называть благородными. К другим металлам отношение было не менее почтительное. Известны периоды в истории человечества, когда железо ценилось дороже золота. Но главное достоинство так называемых металлов в том, что эти великие труженики сыграли решающую роль в развитии цивилизации. История развития искусств и ремесел тесно связана именно с семью металлами. Пройдя долгий путь из глубокой древности до наших дней, они не утратили своего значения и сегодня : эти металлы по-прежнему остаются незаменимым материалом в скульптуре, декоративно - прикладном искусстве и ювелирном деле.
По мере освоения различных металлов человек изучал их свойства, которые учитывал при изготовлении орудий труда, оружия, посуды, культовой скульптуры, украшений. Металл вошел в народные пословицы и поговорки как символ твердости и красоты, а золото и серебро ещё и как универсальное мерило материальных ценностей.
Поговорки и пословицы как элементы языковой культуры чрезвычайно интересны и достойны всестороннего рассмотрения. Я заинтересовалась пословицами про металлы, и выбрала именно эту тему, т. к. во – первых, металлы присутствуют в жизни человека и мы постоянно сталкиваемся с ними, во – вторых, правильное и уместное использование пословиц и поговорок придает речи неповторимое своеобразие и особую выразительность и в – третьих, тема « Пословицы и поговорки » актуальна во все времена, так как в них заключены наблюдения народного ума.
Целью работы является изучение свойств семёрки металлов древности и их отражение в пословицах и поговорках.
В соответствии с темой поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать научную, научно-популярную литературу по свойствам и применению семёрки металлов.
2. Собрать и систематизировать сведения о пословицах и поговорках про металлы.
3. Выполнить опыты с металлами семёрки древности.
4. Подобрать занимательные и познавательные задачи по свойствам металлов.
В процессе работы мы использовали следующие методы:
1. Изучение и анализ литературы.
2. Эксперимент.
Структура работы
Работа состоит из титульного листа, плана работы, введения, основной части, заключения и списка использованной литературы. Во введении раскрыта актуальность выбранной темы, определены цели, задачи и методы работы. В основной части раскрыты физические и химические свойства, применение семёрки металлов, известных с древности; приведены пословицы и поговорки про указанные металлы в определённом порядке; рассмотрено толкование некоторых пословиц и поговорок. В практической части описаны проведённые опыты с металлами, подобранные занимательные задания и эффектные опыты.
В заключении даны общие выводы и приведен список использованной литературы.
Глава 1 Свойства металлов семёрки древности
Постоянно имея в быту дело с предметами из металла, человек использует их разнообразные свойства: выдавить без особых усилий зубную пасту из тюбика можно только благодаря пластичности алюминия; заточить карандаш — благодаря твердости стали, из которой сделано лезвие перочинного ножа. Принцип работы английской булавки и канцелярской скрепки основан на упругости металла.
« Каждый специалист отбирает для своей работы металлы, имеющие определенные свойства. Машиностроитель стремится использовать для создания машин прочный, легкий, износостойкий металл. Специалист по радио- и электроаппаратуре обязательно обращает внимание на его электропроводность. Кузнецу необходимо, чтобы металл при ковке имел высокую пластичность. Литейщик прежде всего обращает внимание на жидкотекучесть и температуру плавления металла. Художнику, использующему металл как материал для творчества, приходится учитывать многие его свойства. Вместе с тем он особое внимание уделяет цвету, отражательной особенности металла, декоративной отделке. Ведь от этого во многом зависит внешний вид художественного изделия. Знание свойств металла позволяет художнику найти наиболее приемлемые способы его обработки, раскрывающие с наибольшей пол нотой заложенные в нем декоративные возможности. » 9
Свойства металлов подразделяются на физические, механические, химические и технологические. Основные физические свойства: цвет, плотность, температура плавления, теплопроводность, тепловое расширение, удельная теплоемкость, электропроводность, отражательная способность.
Основные механические свойства: прочность, пластичность, вязкость, упругость, твердость. Основные технологические свойства: ковкость, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость резанием , коррозийная стойкость, износостойкость.
Рассмотрим некоторые из свойств металлов.
В Древнем Египте железо называли небесным металлом не только потому, что приходилось использовать метеоритное железо, которое в буквальном смысле слова падало с неба. Глаз древнего художника хорошо различал синеватую окраску металла, окраску, напоминающую цвет неба. Поэтому железные предметы изображали синим цветом. В фольклоре русского народа железо и его сплав — сталь — тоже имеют синий цвет.
Серебро — белый металл, олово — серебристо-белый, свинец — синевато-серый. Медь имеет четко выраженный розовато-красный цвет. Древние китайцы называли его « цветом осени ». Чистое золото окрашено в яркий желтый цвет. Окраска эта преобладает в осеннем пейзаже России. Недаром один из самых живописных осенних периодов называют у нас «золотой осенью». 9
Плотность металла учитывается при самых различных обстоятельствах. Скажем, никому в голову не придет сделать рыболовное грузило из алюминия, имеющего, как известно, низкую плотность. В то же время легкий алюминиевый котелок в походе более удобен, чем сделанный из меди, чугуна, стали. По той же причине алюминий широко применяется в авиастроении.
Одни металлы плавятся при низкой температуре. Их легко расплавить в обычной металлической ложке, расположив ее над горящей свечой. К таким металлам относятся олово и свинец. Другие металлы плавятся при высокой температуре в специальных печах. Высокая температура плавления у меди и особенно у железа. ( см. Приложение 1 )
При введении в тугоплавкие металлы определенных добавок температура плавления понижается. Сталь, чугун, бронза, латунь — сплавы на железной и медной основе — плавятся при более низкой температуре, чем чистые металлы. Чтобы нагреть медь до точки плавления, требуется в десять раз больше тепла, чем для того, чтобы расплавить свинец.
Все металлы звучат по-разному: у одних — низкая звукопроводность, а у других — высокая. Например, звучание свинцового колокола напоминает звуки пустой деревянной бочки, т. к. у свинца низкая звукопроводность.
Широко известны поговорки «серебряный звон» и «серебряный голос». Казалось бы, что нет металла звонче серебра. Но это не так: у серебра очень низкая звукопроводность. Его лишь изредка вводили в состав колокольного сплава, и то чисто символически. Истинными же способностями издавать мелодичные звуки обладает медь, вернее, сплав на ее основе — бронза (сплав меди с оловом).
Без металла невозможно представить многие музыкальные инструменты. Металл — это струна гитары и балалайки, раструб трубы и саксофона, трубы органа, детали электронных музыкальных инструментов. Для каждого инструмента используется только определенный металл. Лучшим материалом для органных труб исстари было олово.
Если полотно пилы согнуть под небольшим углом, а затем отпустить, оно снова выпрямится. Это свойство металла называется упругостью. Если бы пила не обладала упругостью, то она довольно быстро бы согнулась и помялась настолько, что пилить ею было бы невозможно. Упругий металл необходим для изготовления всевозможных пружин (для часов, игрушек, механических бритв и т. п.), амортизаторов в автомобилях, пружинящих контактов в электротехнике, булавок и застёжек в ювелирном деле.
1.2. Химические свойства семёрки металлов
Железо, олово и свинец относят к металлам средней активности; медь, ртуть и серебро - малой активности. Золото — самый инертный металл, стоящий в ряду напряжений правее всех других металлов.
1.2.1.Взаимодействие с неметаллами
а) с кислородом
Железо реагирует с кислородом при нагревании. При сгорании железа на воздухе образуется железная окалина Fe3O4, при сгорании в чистом кислороде — оксид железа ( III) Fe2O3. Если кислород или воздух пропускать через расплавленное железо, то образуется оксид железа (II) FeO.
4Fе + 2О2 = Fе3О4
3Fе + 2О2 = Fе2О3
2Fе + 2О2 = FеО
2 Cu + O2 = 2CuO
3000 С
2Hg + O2 = 2 HgO
Образуется оксид ртути(II) красного цвета. Эта реакция обратима: при нагревании выше 340 °C оксид разлагается до простых веществ.
3400 С
HgO = 2Hg + O2
б) с другими неметаллами
При хлорировании железа (при температуре около 200 °C) образуется летучий димер Fe3Cl6
2Fе + 3Сl2 = 2FеCl3 хлорид железа (III)
Если взаимодействие железа и брома протекает при комнатной температуре или при нагревании и повышенном давлении паров брома, то образуется бромид железа (III) FeBr3: 2Fе + 3Br2 = 2FеBr3
При нагревании FeCl3 и, особенно, FeBr3 отщепляют галоген и превращаются в галогениды железа(II). При взаимодействии железа и иода образуется иодид железа.
При нагревании железо реагирует с азотом, образуя нитрид железа Fe3N, с фосфором, образуя фосфиды FeP, Fe2P и Fe3P, с углеродом, образуя карбид Fe3C, с кремнием, образуя несколько силицидов, например, FeSi; с серой: Fе + S = FеS (сульфид железа).
Sn + 2Cl2 = SnCl4
Sn + 2S = SnS2
Pb+ S = PbS
Pb+ С = PbС
Cu + S = CuS
Cu + Cl2 = CuCl2
Hg + Cl2= HgCl2
2Ag + I2 = 2AgI
Однако на свету эта реакция обращается, и галогениды серебра (кроме фторида) постепенно разлагаются.
При нагревании с серой серебро даёт сульфид: 2Ag + S = Ag2S
Золото легко реагирует с жидким бромом и его растворами в воде и органических растворителях, давая трибромид AuBr3. Со фтором золото реагирует в интервале температур 300−400 °C, при более низких реакция не идёт, а при более высоких фториды золота разлагаются.
1.2.2. Взаимодействие с водой
Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной («Ржа ест железо»), которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III).
4Fе + 3О2 + 6Н2О = 4Fе(ОН)3
В присутствии воздуха свинец постепенно разрушается водой с образованием гидроксида свинца (II):
2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2
1.2.3. Взаимодействие с кислотами - неокислителями
1.2.4. Взаимодействие с кислотами – окислителями
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Своеобразно взаимодействие железа с азотной кислотой. Концентрированная HNO3 (плотность 1,45 г/см3) пассивирует железо вследствие возникновения на его поверхности защитной оксидной пленки; более разбавленная HNO3 растворяет железо с образованием ионов Fe2+ или Fe3+, восстанавливаясь до NH3 или N2 и N2O. Растворы солей 2-валентного железа на воздухе неустойчивы - Fe2+ постепенно окисляется до Fe3+:
8Fe + 27HNO3 = 3NH3 + 8Fe(NO3)3 + 9H2O
10Fe + 36HNO3 = 3N2 + 10Fe(NO3)3 + 18H2O
Sn + 4HNO3 конц. = SnO2·H2O + 4NO2 + H2O
При взаимодействии с разбавленной азотной кислотой олово проявляет свойства металла. В результате реакции образуется соль нитрат олова (II):
3Sn + 8HNO3 разб. = 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Pb + 8HNO3 (разб.,гор.) = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Pb + 3H2SO4 (>80%) = Pb(HSO4)2 + SO2 + 2H2O
Сu + 4НNО3 = Сu(NO3)2 + 2NO+ 2Н2О
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
3Hg + 8HNO3 ( разб.) = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6Hg + 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ртуть при нагревании растворяется в концентрированной серной кислоте.
Hg + 2H2SO4 = Hg SO4 + SO2 + 2H2O
600C
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Au + 4HNO3 = Au(NO3)3 + NO + 2H2O
1.2.5. Взаимодействие с растворами солей
Fe + CuS04 = Сu + FeS04
Sn + CuSО4 = Cu + SnSO4
Cu + HgCl2 = CuCl2 + Hg
Pb + CuSО4 = Cu + PbSO4
Возможно образование Hg2(NO3)2. Осаждение серебра происходит на отдельных образовавшихся кристалликах серебра, вырастают довольно крупные одномерные дендриты серебра, которые могут менять направления роста, как ветви на деревьях.
1.2.6. Особенные свойства
а) Взаимодействие с царской водкой
Царская водка — смесь концентрированных кислот — соляной HCl и азотной HNO3 (2:1 — 4:1 по объёму, стандартно 3:1)
3Sn + 4HNO3 + 12НС1 = 3SnCI4 + 4NO + 8Н2О
В действительности образуется комплексная кислота H2[SnCl6]:
Sn + 18 HCl + 4 HNO3 = 3 H2[SnCl6] + 4 NO + 8 H2O
t
3 Hg + 6 НС1 + 2 HNO3 = 3 HgС12 + 2 NO + 4 Н2О
Au + 4 HCl + HNO3 = H [ Au Cl4] + NO + 2 H2O
б) Взаимодействие со щелочами
Sn + 2KOH +2H2O = K2[Sn(OH)4] + H2
в) Взаимодействие с другими веществами
Fe + 5CO = Fe(CO)5
Известны также карбонилы железа составов Fe2(CO)9 и Fe3(CO)12.
2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O
Кроме того, медь можно перевести в раствор действием водных растворов цианидов или аммиака:
2Cu + 8NH3·H2O + O2 = 2[Cu(NH3)4](OH)2 + 6H2O
Практическое значение имеет способность меди реагировать с растворами солей железа (III), причем медь переходит в раствор, а железо (III) восстанавливается до железа (II): 2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2
Медь обладает достаточно высокой стойкостью к коррозии. Однако во влажной атмосфере, содержащей углекислый газ медь покрывается зеленоватым налетом основного карбоната меди.
2Cu + О2 + Н2О + СО2 = (CuОН)2СО3
Именно этому веществу обязаны своим цветом бронзовые памятники.
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
При высоких температурах реагирует с хлороводородом:
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2
В растворе цианида натрия в присутствии кислорода воздуха серебро растворяется с образованием дицианоаргентата (I) натрия:
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH
Растворяется в хлорном железе, что применяется для травления:
Ag + FeCl3 = AgCl + FeCl2
Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O
Золото сравнительно легко реагирует с кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты, что лежит в основе важного промышленного способа извлечения золота из руд“.
4Au + 8КCN + 2H2O + O2 → 4К[Au(CN)2] + 4 КOH
В присутствии окислителей (нитратов, перманганатов, хромовой кислоты, иодатов, периодатов, двуокиси марганца, двуокиси свинца) золото подвергается действию концентрированной серной кислоты при температуре выше 300°С или ортофосфорной кислоты при температуре выше 250°С.
Золото растворяется в смеси концентрированной серной кислотой с гидросульфатами или сульфатами щелочных металлов
2Au + 3H2SO4 + 3Na2SO4 = Au2(SO4)3 + 3Na2SO3 + 3H2O
Золото растворяется в расплавах, состоящих из оснований и нитратов щелочных металлов:
2Au + 2NaOH + 3NaNO3 = 2Na[AuO2] + 2Na2O
Реагирует с перекисью натрия Na2O2 (или бария ВаО2) при нагревании:
2Au + 3BaO2 = Ba[AuO2]2 + ЗВаО
2. Пословицы и поговорки про металлы
2.1. Определение пословиц и поговорок
Пословица - это короткое народное изречение в одно предложение, в котором ярко отражается людская мудрость, жизненный опыт народа. Пословица относится к фольклору и представляет из себя ёмкое изречение поучительного характера, законченную логически фразу или афористическое образное изречение. Пословица всегда несет в себе назидательный смысл и в большинстве случаев организована ритмически.
Поговорка – это фольклорный жанр, используемый в повседневном обиходе, образное живое выражение из нескольких слов, оценивающее какое-либо явление эмоционально. Поговорка не является законченной мыслью, в отличие от пословицы. Она лишь ее часть. В.И. Даль в предисловии к сборнику « Пословицы и поговорки русского народа » отметил, что поговорка – цветочек, а пословица – ягодка. « Поговорка – окольное выражение, переносная речь, простое иносказание, способ выражения, но без притчи, без суждения, заключения, применения; это одна первая половина пословицы. »4
В пословицах и поговорках отражен богатый исторический опыт народа, представления, связанные с трудовой деятельностью, бытом и культурой людей. Правильное и уместное использование пословиц и поговорок придает речи неповторимое своеобразие и особую выразительность. Русские пословицы и поговорки имеют огромную общественную ценность. Она состоит в познавательном, идейно-воспитательном и эстетическом значении, в богатом жизненном содержании, глубоком идейном смысле, больших художественных достоинствах и национальном своеобразии: * Золото проверяют огнём, человека – трудом. * Правда дороже золота. * Золото огнем искушается, а человек напастьми. *Металл в огне, человек в труде познается. Металл проверяется на огне, человек - на вине.
Познавательное значение пословиц связывается в обобщении богатого жизненного опыта народных масс. Богаты и верны наблюдения за природой: *Земля мать – подает клад. * Сибирь – золотое дно. * Земля родная - колыбель золотая. * Не нужна соловью золотая клетка, а нужна зелёная ветка.
2.2. Пословицы и поговорки про металлы из семёрки древности
2.2.1. Пословицы и поговорки о металлах вообще
( японская ). 17
2.2.2. Пословицы и поговорки про золото
Медь, серебро и золото были в числе первых металлов, освоенных чело-
веком. Из них чеканили монеты, изготовляли предметы домашнего обихода,
орудия труда и украшения. Со временем серебро и особенно золото стали универсальным мерилом материальных ценностей. Получение золота из других металлов составляло предмет алхимии – ярчайшей страницы в истории человеческой мысли, давшей начало современной химии. С тех пор жизнь людей почти до неузнаваемости изменилась, а золото по-прежнему является символом богатства и эталоном ценности. Вероятно, поэтому про золото известно много пословиц.
Сибирь – золотое дно.6
Воля лучше золотой клетки6
Золотая клетка соловью не потеха.4
Не нужна соловью золотая клетка, а нужна зелёная ветка6
Через золото слёзы льются.6
Будь жена хоть коза ( коса ), лишь бы золотые рога. 5
Свинья в золотом - ошейнике всё свинья.6
Не то дорого, что красного золота, а то дорого, что доброго мастерства.6
Золото не говорит, да много творит (или: а чудеса творит).4
Золото железо режет (или: переедает). 4
Золото не в золото, не побыв под молотом. 17
Золото огнем искушается, а человек напастьми. 4
Золото с золотом свивалось, жемчужина с другою скаталась (дружка о молодых). 4
Золотое бремя - молодые лета. Пока молод, пока и весел17
Золотой молоток и железные ворота прокует (или: отпирает). 4
Золото как ни черни, черным не станет. 17
Чистое золото ржавчиной не покроется.18
Правда дороже золота.18
Время дороже золота.6
Золотой ключик все двери открывает.6
Оковы и золотые тяжелы.6
Золото в земле не портится.6
Поймать кого на золотую удочку. Надеть кому золотые очки.4
Через золото слёзы льются.4
Золотой ключ любой замок откроет. 17
Золотой ключик все двери открывает.4
Золотой молоток и железные ворота открывает4.
Чистое золото ржавчиной не покроется.18
Золото ценится потому, что его мало. 17
При виде золота и пророк с пути собьётся 17
Ясный ум дороже золота .18
Анализируя пословицы и поговорки про золото, я могу отметить, что во многих пословицах разных народов отражены физические и химические свойства золота, такие как блеск, ковкость и пластичность, устойчивость к действию различных реагентов; а также его красота и дороговизна.
2.2.3. Пословицы и поговорки про серебро
Необыкновенная красота, высокая стоимость, особые качества и свойства
( считалось, что этот чистый «лунный» металл обладает способностью лечить болезни, омолаживать, оберегать от злых сил, поглощать всё негативное ) серебра также нашли отражение в большом количестве пословиц и поговорок.
Стоимость золота и серебра знает золотых дел мастер. 17
Хоть мудрец – не скупец и не копит добра, плохо в мире и мудрому без серебра. 17
Захочешь добра – посыпь серебра. 17
Кто живет в добре, тот ходит в серебре. 17
У молодца не без золотца, у красной девушки не без серебреца. 17
Сказанное слово – белое серебро, сбереженное – красное золото. 17
Сон после обеда – серебро, а до обеда – золото.10
Золотые руки на серебро не купишь. 10
Не хвались серебром, а хвались добром. 5
Сказанное словцо – серебряное, не сказанное – золотое. 10
Не битый – серебряный, битый – золотой. 10
Серебряный молоток пробьет железный потолок. 10
Удить золотой удой. Удить на серебряный крючок. 4
Дать кому умыться с серебра. Посеребрить кому руки4
Хоть мудрец - не скупец и не копит добра,плохо в мире и мудрому без серебра.
2.2. 3. Пословицы и поговорки про железо
Много пословиц и про железо. В повседневных делах люди давно оценили огромную силу железа. Топорами и лопатами, сделанными из железа, они вырубали леса, рыли каналы и колодцы. « Сила человека, владеющего железным оружием, безгранична. В железных доспехах всадник без страха несется сквозь тучи вражеских стрел, блестящим оружием сеет он смерть в рядах врага, и ничто не в силах остановить его» - так высоко отзывались о железе люди разных национальностей. « В бою железо дороже золота » - гласит татарская пословица. И русские говорили: « При рати железо дороже золота. Железом и золота добуду».
Н.А. Мезенин в книге « Занимательно о железе » так проанализировал пословицы и поговорки про железо: « В народном фольклоре таких метких изречений о важности и значении железа в человеческом обиходе встречается много. В пословицах и поговорках всех народов мира железо отмечается прежде всего как мерило необычайной прочности:
Если ты настоящий человек, будь крепким, как сталь (киргизская).
Терпеливый даже железо разорвет (татарская).
Старательный горы свернет, старанье железную веревку оборвет (узбекская).
Правдивое слово и железо пробьет (азербайджанская).
Крепок, как стальной меч (японская).
Человек прочнее железа, тверже камня, нежнее розы (турецкая).
Сколько ни бей по железу, ему все нипочем (азербайджанская).
Но ничто не вечно в этом мире. Даже прочнейшее железо. И тогда говорят арабы: «И железо рассыпается в прах».
Есть у железа страшный враг - ржавчина. « Ржа ест железо ». Так народная пословица кратко определила еще одно свойство железа, отнюдь не украшающее его. К чему ржавчина приводит, как с ней бороться - и об этом говорит народная мудрость:
Человека губит горе, железо портит влага (турецкая).
Сердца ржавеют, как ржавеет железо (арабская).
Береги железо от ржавчины, а одежду от моли (азербайджанская).
Коль меч не чистить, на нем ржа появится (тамильская).
Пока железо в работе, его и ржа не берет (азербайджанская).
Железо железу рознь. Эта мысль о разном назначении металла является также содержанием народных изречений.
Железо и сталь выходят из одной печи: одно становится мечом, другое - подковой осла (таджикская).
Из плохого железа меча не выковать (турецкая).
Из пленавого железа добрая сабля не станет (болгарская).
Сталь, да не на ту стать (уральская).
Из гнилого хлопка не будет бязи, из ржавого железа не выкуешь меч (азербайджанская).
Хорошее железо не ржавеет, хороший родственник не забывает (калмыцкая и монгольская).
Но, пожалуй, наибольшая группа народных изречений о железе посвящена кузнецу и его ремеслу. Из пословиц и поговорок разных народов можно составить целую технологическую инструкцию по кузнечному делу. Помимо меткой образности изречений, обобщающих различные явления жизни и сохраняющих обычно назидательный смысл, эти народные высказывания необычайно точно подмечают и технологические детали кузнечного ремесла.
Дело - знатоку, железо - кузнецу (амхорская).
Железо само не станет мягким (корейская).
Холодное железо незачем ковать (сербская).
Негретое железо не согнешь (украинская).
Только огонь делает железо мягким (горская).
Куй железо, пока горячо (русская, болгарская, турецкая, киргизская, индонезийская и др.).
Куешь железо - не жалей угля; растишь сына - не жалей еды, (китайская).
Кузнец орудует щипцами, чтобы не обжечь руку (чеченская).
Охладить щипцы еще не значит закончить ковку (суахили).
Или от угля, или от железа» - говорит плохой кузнец (узбекская).
И наковальня виновата, коли ковка плоха (финская).
Виноват и кузнец, и уголь (финская).
Кто хороший серп скует, того смело называй кузнецом (финская).
В руках у кузнеца железо струится, как вода (узбекская).
С кузнецом не положено на «ты» говорить (финская).
Многие пословицы имеют определенное историческое содержание.
История болгарского города Самоков в средние века была тесно связана с производством железа. Тамошние кузнецы производили железо замечательного качества, и в Болгарии появилась поговорка: чистая работа как самоковское железо.
Народные изречения всегда поражают богатством своего содержания. Народный юмор зачастую обогащает их содержание, что несколько смягчает нравоучительную направленность пословиц и поговорок.
Урезонить сварливую жену - все равно, что ковать остывшее железо (шотландская).
Хочет купить одну иголку, а спрашивает, почем пуд железа (армянская).
О потерянном топоре всегда говорят, что он был сделан из хорошего железа (корейская).
Говорит, будто котелком по железной плите водит (японская)
У чужой скотины железные кости (арабская).
Щи старого холостяка железом пахнут (финская).
Кто не пробовал людского кулака, свой считает железным» (азербайджанская).
Заруби деревом на железе! (русская).»8
Приведём ещё несколько пословиц про железо:
Железо ржа поедает, а сердце печаль изнуряет (или: сокрушает). 17
Железо ржа съедает, а завистливый от зависти погибает.17
Железо уваришь, а злой жены не уговоришь. 17
Железо ржавчина съедает, а завистливый человек от зависти погибает. 17
Железом и огнем - Ferro et igni. 17
Железо, которым работают, блестит. 17
2.2.4. Пословицы и поговорки про медь, олово, свинец и ртуть
В медной кастрюле легко варить, некрасивым мужем легко командовать.20
Калиновая плеть свесила медь.22
Прошел огонь, воду и медные трубы.21
Не видят - девка золото; увидят - девка олово.5
Нa труса, подлеца не жалко и свинца.10
Медь – больше детей иметь.15
Медной посуды крест да пуговица; рогатой скотины таракан да жуколица (или: петух да курица).4
Меди рубль, да бумажек с пуд4
Деньги – медь, одёжа – тлен, а здоровье всего дороже4
Наши барыши – одни медные гроши4
Мы люди бедны, у нас ворота медны: а вы люди начальные, у вас ворота мочальные4
Через кольцо льют в воду олово, воск, яичный белок.4
Слово - олово (т. е. тяжело, веско). 4
Мы, бедные, учимся на медные, а богачи на рублевички.19
Медь – символ достатка в семье. Раньше супружеская чета обменивалась медными монетками, придерживаясь пословицы «Медь – больше детей иметь».
2.3. Толкование некоторых пословиц и поговорок
Не всё то, что ярко, привлекательно и бросается в глаза, представляет настоящую ценность. Говорится о том, что (или кто) не имеет больших достоинств, несмотря на красивый, яркий внешний вид.
Пока есть возможности, благоприятные условия, пользуйся случаем, сложившейся ситуацией, чтобы осуществить то, что задумал. Говорится с убеждением, что сейчас удобный, подходящий момент для энергичных действий.
Лучше промолчать, чем сказать и потом жалеть о том, что сказал; лучше промолчать, чем сказать не подумав. Говорится как совет тщательно обдумывать каждое своё высказывание.
Пройти не только житейские испытания, но и испытания славой. Медные трубы (музыкальный инструмент) - символ славы.
Русский человек одарен и трудолюбив. Он обладает множеством талантов и способностей практически во всех областях общественной жизни. Ему свойственна наблюдательность, теоретический и практический ум, природная смекалка, изобретательность, творчество.
Это мирное медицинское изречение о способе врачевания ран. Выражение позднее приняло другую форму и получило иное значение. Римский поэт Овидий (I век до н. э.) словами "огнем и мечом" уже рисовал картины истребления неприятеля и опустошения пожарами его земли.
Вот и теперь эти слова мы понимаем в довольно суровом и жестоком смысле, так же, как "железом и кровью", "пулей и кинжалом" и т. п., то есть безжалостно, применяя самые крайние меры насилия.
3. Практическая часть
3. 1. Занимательные задания
3.1.1.Похищение золота7
В 1848 г. с одного уральского прииска стало исчезать золото. Это обнаружилось зимой, вскоре после того, как туда завезли банки с цианидом натрия, чтобы травить крыс. Все попытки найти похитителя не увенчались успехом. Охранники тщательно проверили даже вывозимый с прииска мусор, но там, пожалуй, не было ничего подозрительного, кроме бутылей с отработанной кислотой. Найти вора помогла случайность. На скользкой улице посёлка старателей сани управляющего задели работника « пробирной лаборатории », и тот выронил саквояж. Что – то разбилось, повалил дым… Наутро около дома владельца саквояжа нашли пустые бутыли с надписью « отработанная кислота », а в погребе обнаружили целую лабораторию: коробки с цинковой пылью, склянки с соляной кислотой, колбы, воронки и даже… золотой порошок, упакованный и подготовленный к отправке на чёрный рынок. Эксперт – химик уличил вора. На чём были основаны выводы эксперта?
Ответ: В 1848 г. ещё не получил широкого распространения цианидный метод извлечения золота из бедных руд, предложенный князем Петром Романовичем Багратионом – племянником героя войны 1812 г. Работник пробирной лаборатории, видимо, узнал о цианидном методе из опубликованных работ князя. Золото растворяется в водном растворе цианида натрия при продувании воздуха: 4 Аu + 8 NaCN + 2 H2O + O2 = 4 Na [ Au ( CN)2]+ 4 NaOH
Полученный водный раствор дицианоаурата ( I ) натрия Na | Au ( CN)2| и перевозили в бутылях на свалку. Оттуда они попадали в подпольную лабораторию, где раствор подвергался обработке цинковой пылью, восстанавливающей золото из цианидного комплекса:
2 Na[ Au ( CN)2] + Zn = Na2 [ Zn ( CN )4]+ 2 Au
Порошок золота, полученный в результате этих операций, содержит примесь непрореагировавшего цинка ( который берётся в избытке, чтобы полностью выделить драгоценный металл ). Удаление примеси цинка достигается промывкой осадка золота разбавленной соляной кислотой, которая переводит цинк в соль - хлорид цинка: Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2↑
3.1.2.Чёрное и красное7
Византийский император Константин VII Багрянородный ( 905 – 959 гг. н. э. ) любил собирать при дворе философов и алхимиков, слушать их и задавать им вопросы. Однажды некий арабский алхимик принёс три чёрные металлические пластинки и три сосуда с бесцветными жидкостями. Затем он показал императору четыре опыта с ними. Вначале он сильно нагрел на жаровне одну пластинку, и она после охлаждения стала розово – красной. Вторую пластинку он опустил в сосуд с жидкостью, и эта жидкость стала голубой. Третью чёрную пластинку алхимик погрузил в сосуд со второй жидкостью; жидкость приобрела интенсивно – синий цвет, а пластинка стала розово – красной. Эта же пластинка в сосуде с третьей жидкостью покрылась пузырьками газа. Алхимик попросил привести бродячую собаку и, вынув третью пластинку с пузырьками из сосуда, дал лизнуть её собаке, которая тут же упала замертво. « Знает ли император, из какого металла сделаны эти три пластинки? » - спросил алхимик, но Константин в ответ только покачал головой. Что же это за металл?
Ответ: Загадочный металл – это медь, пластинки из которой были чёрными, так как их поверхность была покрыта оксидом меди ( II) CuO . При прокаливании CuO превращается в оксид меди ( I ) Cu2O ( красного цвета ) :
4 CuO = 2 Cu2O + О2
В растворе кислоты CuO превращался в сульфат меди CuSO4 ( голубого цвета ), а в растворе аммиака – в тёмно – синий комплекс гидроксид тетрааммин меди ( II) [Сu ( NН3)4]( OH)2. Ядовитый раствор содержал цианид калия КCN, который превращал металлическую медь в дицианокупрат ( I ) калия К [Сu (CN )2 ]. Одновременно выделялся водород: 2 Cu + 4 КCN + 2 H2O = К [Сu (CN )2] + H2↑
3.1.3.Одно из свойств серебра7
В IV в. до н.э. войска Александра Македонского вторглись в Индию. На берегах реки Инд в войсках разразилась эпидемия желудочно – кишечных заболеваний, которая, как ни странно, не затронула ни одного военачальника. Оказалось, что простые воины пользовались оловянной посудой, а их командиры – серебряной. Тогда и вспомнили, что персидский царь Кир II Великий ( VI в. До н. э. ) во время военных походов приказывал хранить питьевую воду только в серебряных сосудах. Много позже римские легионеры стали носить панцири, наколенники и поножи, изготовленные из серебра. Почему этот металл пользовался такой популярностью?
Ответ: Серебро обладает бактерицидными свойствами. При хранении в серебряных сосудах в воде появляется до 1* 10-5 мг/ л катионов Ag+. Этого количества достаточно, чтобы убить все микроорганизмы. Поэтому, например, при контакте с серебряными пластинами раны на теле у римских легионеров заживали без нагноений.
3.1.4.Один из самых древних7
Мягкий, очень тяжёлый металл ( дадим ему символ М ) люди широко использовали ещё до нашей эры. В средневековье самая известная тюрьма Венеции, соединённая « Мостом вздохов » с Дворцом дожей, имела наверху камеры под самой крышей, сделанной из этого металла. Зимой здесь было невыносимо холодно, а летом узники изнывали от жары и духоты. Тёмно – коричневый оксид данного металла, имеющий состав МО2, при действии концентрированной соляной кислоты выделяет из неё хлор, а при растирании с серой вызывает её воспламенение. Сильно охлаждённая смесь МО2 и НСl превращается в тяжёлую жидкость МСl4, дымящую на воздухе. Добавление к этой жидкости нескольких капель воды вызывает выделение хлора. Оксид МО2 получается из оксида ( М2IIМIV)O4, имеющего красный цвет, под действием концентрированной азотной кислоты. Назовите металл.
Ответ: Металл М – это свинец. Оксид свинца ( IV ) PbO2 – сильный окислитель, он реагирует с HCl: PbO2 + 4 HCl = PbCl 2 + Cl 2 + 2 H2O
Тетрахлорид свинца в присутствии воды разлагается, выделяя хлор:
PbCl 4 = PbCl 2 + Cl2
Свинцовый сурик ( Pb 2II Pb IV)O4 под действием азотной кислоты выделяет осадок оксида свинца ( IV ), а в растворе появляется нитрат свинца ( II):
( Pb 2II Pb IV)O4 + 4 HNO3 = 2Pb( NO3) 2 + PbO2+ 2 H2O
3.1.5. Металл – помощник7
Среди металлов есть один, удивительные свойства которого помогают людям извлекать из руды серебро и золото, собирать газы, реагирующие с водой, получать из каменной соли щёлочь – гидроксид натрия. Этот металл очень пригодился Джозефу Пристли и Антуану Лавуазье, когда они почти одновременно открыли кислород… Что это за металл?
Ответ: Это ртуть, которая легко образует жидкие сплавы – амальгамы с золотом, серебром, натрием и другими металлами. Лавуазье и Пристли использовали свойство ртути образовывать оксид HgO, который при сравнительно невысокой температуре разлагается с выделением кислорода и превращается в металл.
3.1.6.Оловянная чума7
В книге А. Валентинова "Металла огненный поток" есть такой занимательный рассказ.
В один из морозных зимних дней царила паника. Складской сторож, отставной солдат, доживающий свой век "при должности", обалдело привалился к штабелю ящиков и тупо глядел перед собой пустыми глазами.
Неподалеку пять или шесть чиновников военного ведомства столпились вокруг открытых ящиков и, забыв про респектабельность, возбужденно размахивали руками. Да и было от чего прийти в волнение: на складе пропали…пуговицы. Да, да, блестящие оловянные солдатские пуговицы таинственным образом исчезли из ящиков. Мало того, что государству нанесен убыток, поскольку олово стоит немало, но сам факт случившегося внушал тревогу: сегодня злоумышленник похитил пуговицы, а завтра, глядишь, и оружие заберет. А этот злоумышленник оказался очень уж нахальным. Мало того, что выгреб все пуговицы, он еще, словно в насмешку, насыпал в ящики какой-то серый порошок. Нет, это был явно опасный тип. А олух-сторож имеет наглость уверять, что караулил исправно и не допускал к дверям склада никого из посторонних. И как теперь докладывать генералу, начальнику департамента, который потребует немедленно изловить похитителя?
История не донесла до нас, как вышли чиновники из этого положения и какое наказание понес сторож. Случай с пуговицами наделал много шума, но постепенно о нем забыли. И вспомнили только почти через сто лет, когда весь мир был потрясен трагической гибелью экспедиции англичанина Роберта Скотта. Горстка отважных пробивалась к Южному полюсу. Меховые шуб не защищали от невиданных морозов, ослепительная белизна снега резала глаза. Даже привычные ко всему северные собаки отказывались идти и ложились в снег. Тогда люди сами впряглись в нарты. Казалось, ничто не сможет сломить их волю. Но когда путешественники достигли наконец заветной цели, то увидели на полюсе... норвежский флаг. Всего лишь на месяц их опередил прославленный Амундсен. Измученные, разочарованные, угнетённые, путешественники повернули назад. На обратном пути экспедиция погибла, и одной из причин послужило … олово. Обыкновенное олово, которым были пропаяны бидоны с керосином. На морозе олово превратилось в серый порошок, бидоны прохудились, и керосин вытек. Полярники не могли ни обогреться ночью в палатке, ни разогреть пищу. Если бы они первыми достигли самой южной точки Земли, они, возможно, выстояли бы…
Когда причины гибели экспедиции Скотта стали известны, вспомнили и историю с пуговицами.
Вопрос. Что произошло с солдатскими пуговицами и почему прохудились бидоны?
Ответ. При низкой температуре атомы олова перестраиваются в кристаллическую решётку иной симметрии, а с ней меняется и внешний облик металла. Металл разрушается, "заболевает". Название этой болезни - оловянная чума. Солдатские пуговицы, котелки нельзя хранить на морозе. Оловянная чума, полиморфное превращение так называемого белого олова в серое (b - a), при котором металл рассыпается в серый порошок. Причина разрушения состоит в резком увеличении удельного объёма металла (плотность (b-Sn больше, чем a-Sn). Переход облегчается при контакте олова с частицами a-Sn и распространяется подобно «болезни». Наибольшую скорость распространения Оловянная чума имеет при температуре —33 °С; свинец и многие другие примеси её задерживают. В результате разрушения «чумой» паянных оловом сосудов с жидким топливом в 1912 погибла экспедиция Р. Скотта к Южному полюсу.
"Оловянная чума" погубила многие ценнейшие коллекции оловянных солдатиков. Например, в запасниках питерского музея Александра Суворова превратились в труху десятки фигурок — в подвале, где они хранились, лопнули зимой батареи отопления.
3.1.7. Металлы с графитовыми названиями7
Два элемента – металла благодаря своим свойствам, схожим со свойствами графита, получили сходные названия. Какие это металлы?
Ответ: Это молибден ( от греческого « молибдос » - оставлять черту, минералом молибденитом МоS2 действительно можно рисовать и чертить ) и свинец. Мягкость свинца проявляется в том, что он режется ножом, что пишет, оставляя серую черту. Замечу, однако, попутно, что современные карандаши вместо прежнего свинцового стержня содержат графитовый.
3.2. Опыты с металлами
3.2.1.Физические свойства металлов:
Опыт 1. Установление относительной твердости металлов
Возьмём пластинки и проволоки металлов и сопоставим твердость каждого из них с другим, нанося царапины краем одной пластинки по поверхности другой пластинки или проволоки. Составим последовательный ряд взятых металлов по убывающей твердости.
В семёрке металлов самое твёрдое железо. Твёрдость указанных металлов падает в ряду: Fe – Cu – Ag – Au – Sn – Pb – Hg
Опыт 2. Сопоставление теплопроводности25
Установим относительную скорость проведения теплоты железного, стального, латунного и медного стержней. В массивную латунную шайбу вкрутим стержни проволок. На каждом из стержней закрепим воском три спички. Шайбу закрепим на кронштейне, позволяющем нагревать шайбу спиртовкой или свечой. Нагреем шайбу на пламени спиртовки или свечи – через несколько секунд падает первая спичка: на медном стержне. Тепло быстро распространяется по медному стержню и расплавляет восковую подошву ближней к шайбе спички. Следующей будет спичка на латунном, железном. Последней падает крайняя спичка на стальном стержне. Вывод: Самая высокая теплопроводностью среди рассмотренных металлов - у меди, самая низкая – у железа и стали.
3.2.2. Химические свойства
Опыт 1. Горение3
Внесем в наполненные кислородом пробирки небольшие, по возможности тонкоизмельченные, пробы свинца, меди, и олова и неплотно закроем пробирки ватой. При нагревании металлы сгорят с появлением яркого пламени; в пробирках останутся оксиды.
2Рb + O2 = 2РbО 2Cu + O2 = 2CuО Sn+ O2 = SnO2
В чистом кислороде сгорит также тонкая железная проволока. Придадим ей спиралеобразную форму и укрепим на одном из концов пропитанного парафином куска дерева, который подожжем. Проволоку как можно скорее внесем в широкий химический стакан, наполненный кислородом. Чтобы стакан не дал трещину из-за падающих горячих частиц, необходимо погрузить дно стакана в слой песка или воды. Проволока сгорит с появлением ярких разлетающихся искр, в результате образуется двойной оксид железа - так называемая окалина: 3Fe + 2O2 = Fe3O4
Опыт 2. Взаимодействие железа с водой
Разложим воду3
В пробирку из тугоплавкого стекла насыплем порошок железа слоем в 2-3 см. Затем добавим по капле 0,5 мл воды. На влажную смесь насыплем еще примерно трехсантиметровый слой сухого порошка железа. Пробирку закроем резиновой пробкой, через которую пропустим стеклянную изогнутую трубку с внутренним сечением 3-6 мм. Затем под углом закрепим пробирку на штативе или в держателе для пробирок. Газоотводную трубку погрузим в воду и над ее концом укрепим перевернутую пробирку, наполненную водой. Сначала будем нагревать участок, находящийся несколько выше сухого столбика железного порошка, затем медленно подведем пламя под зону сухого железного порошка.
Влажный слой нагревается, вода испаряется, и водяной пар взаимодействует с горячим порошком железа. 3Fe +4 H2O = Fe3O4 + 4H2↑
Опыт 3. Взаимодействие с кислотами
а) В пронумерованные пробирки нальем 3 мл 40%-го раствора НCl и поместим в каждую гранулы олова, свинца, порошок железа, кусочки медной проволоки. В пробирке с железом реакция идёт бурно, с выделением газа: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
В пробирке с оловом сначала не наблюдаем признаков реакции, а затем реакция идёт с выделением газа: Sn + 2HCl = Sn Cl2 + H2↑
Образуется Sn Cl2, а не Sn Cl4, т.к. свободный от оксидов металл и водород в момент выделения являются активными восстановителями.
В пробирках с медью и свинцом реакция не происходит.
Вывод: отсроченное во времени выделение пузырьков газа на поверхности олова связано с присутствием на его поверхности более прочной оксидной плёнки; согласно ряду напряжения металлов, металлы, стоящие до водорода будут вытеснять его из раствора кислот за исключением свинца Свинец не вытесняет водород из разбавленных HCl и H2SO4, из-за перенапряжения выделения Н2 на свинце, а также из-за образования на поверхности металла плёнки труднорастворимых солей, защищающих металл от дальнейшего действия кислот.
б) Взаимодействие с азотной кислотой
В две пробирки положим по 2 маленьких кусочка олова и прильём в одну 0,5 мл (10 капель) концентрированной азотной кислоты (вытяжной шкаф!),а в другую- столько же разбавленной. Если не наблюдается реакции в какой -либо пробирке, слегка подогрейте ее. В пробирке с концентрированной азотной кислотой выделяется бурый газ, с разбавленной – ощущается запах аммиака.
Sn + 4HNO3 =H2SnO3 +4 NO2 + H2O
4Sn + 10 HNO3 = 4 Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
4Sn + 9 HNO3 = 4 Sn(NO3)2 + NH3 + 3 H2O
Проведём аналогичные опыты с железом, медью и свинцом.
С разбавленной азотной кислотой железо реагирует при обычных условиях:
Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
При обычных условиях концентрированная (до 70 %) азотная кислота пассивирует железо. При нагревании возможно взаимодействие с образованием солей железа (III): Fe + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Медь реагирует с раствором азотной кислоты с выделением оксида азота (II).
3Cu + 8HNO3 = NO ↑ + 3Cu(NO3)2+ 4H2O
С концентрированной азотной кислотой - с образованием растворимых солей и выделением бурого газа – оксида азота ( IV).
Cu + 4HNO3 = 2NO2↑ + 2H2O + Cu(NO3)2
При действии HNO3 на свинец, по реакции
3Pb + 8HNO3 = 3Pb(NO3 )2 + 2NO + 4H2 O
образуется Pb(NО3 )2 . Соль эта нерастворима в концентрированной НNО3 и предохраняет металл от дальнейшего действия кислоты. Напротив, в воде она хорошо растворима, и поэтому в разбавленной азотной кислоте свинец легко растворяется.
Опыт №4. Взаимодействие металлов с растворами солей
В пробирки прильём раствор медного купороса (раствор СuSO4·5Н2О) объёмом 5 мл и добавим кусочки железа, олова и свинца.
Fe + CuS04 = Сu + FeS04
Sn + CuSО4 = Cu + SnSO4
Pb + CuSО4 = Cu + PbSO4
Через некоторое время наблюдается помутнение раствора в пробирках, где было олово и свинец вследствие образования малорастворимых сульфатов олова и свинца. Кусочки олова, свинца и железа покрываются налётом меди. Синяя окраска исходных растворов исчезает. Кроме того, наблюдается выделение пузырьков газа. Это водород, выделяющийся в результате взаимодействия олова с ионами водорода, образующийся при гидролизе солей меди.
I стадия Cu2+ + H-OH Cu OH + + H+
Fe +2H+ = Fe2+ + H2
Sn +2H+ = Sn2+ + H2
Pb +2H+ = Pb2+ + H2
Опыт 5. Обнаружение меди, серебра, олова, железа в сплавах3
а) Обнаружение меди.
На присутствие меди укажет уже окраска. Если у сплава красный или желтый оттенок, вероятно, в нем имеется медь. Предварительную пробу проведем, капнув на металл азотной кислотой. На присутствие меди укажет появляющаяся чаще всего после высыхания зеленая кромка нитрата меди (похожую реакцию дает никель). Cu + 4HNO3 = 2NO2↑ + 2H2O + Cu(NO3)2
б) Обнаружение серебра. Чтобы обнаружить серебро в металлическом изделии, спилим на незаметном месте небольшое количество металла и растворим его в чистой азотной кислоте (без примеси соляной кислоты). С раствором проведем две реакции обнаружения: при добавлении раствора соляной кислоты или хлорида натрия выпадут творожистые хлопья хлорида серебра. Серебро можно идентифицировать, добавив избыток нашатырного спирта. Хлорид серебра при этом полностью растворяется с образованием комплексного хлорида диамминсеребра, в то время как осадки хлоридов ртути и свинца остаются неизменными. К другой части раствора нитрата серебра добавим несколько миллилитров раствора дихромата калия. Если раствор имеет кислую реакцию, сначала нейтрализуем его разбавленным раствором щелочи (NaOH). Выпадающий красно-коричневый осадок хромата серебра, также может служить для обнаружения серебра. При добавлении сероводородной воды из растворов солей серебра выпадает в осадок черный сульфид серебра.
Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 + NO2↑ + H2O
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
AgCl +2NH3 = | Ag( NH3)2|Cl
2 AgCl + Н2S = Ag2S +2 HCl
в) Обнаружение олова.
Для обнаружения олова растворим металлическую пробу в нескольких миллилитрах азотной кислоты, которую разбавим равным количеством воды. При легком нагревании металл растворится. Осторожно! Опыт проводить только под тягой или на открытом воздухе из-за выделения ядовитого оксида азота!
При наличии олова растворение не будет полным, а появится осадок или помутнение, которые вызваны образованием нерастворимой β-оловянной кислоты. Sn + 4HNO3 =H2SnO3 +4 NO2 + H2O
г) Обнаружение железа.
Чтобы обнаружить железо в сплавах, зачистим до блеска напильником или наждаком место испытания, нанесем на него каплю соляной кислоты, и немного позже - каплю растворенного гексацианоферрата(III) калия. Если в сплаве есть железо, это проявится благодаря появлению турнбулевой сини. (При высокой концентрации железа окраска проявится только при разбавлении водой.)
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl
3.3. Эффектные опыты
3.3.1. Ферратный вулкан 7
Чтобы показать эффектный опыт - извержение ферратного вулкана, смешивают 1 г железного порошка или железной пудры с 2 г сухого нитрата калия КNОз, предварительно растертого в ступке. Смесь помещают в углубление горки, сделанной из 4-5 столовых ложек сухого просеянного речного песка, смачивают этиловым спиртом или одеколоном и поджигают.
Начинается бурная реакция с выделением искр, буроватым дымом и сильным разогревом - почти полная картина вулканической деятельности!
При взаимодействии нитрата калия с железом образуется феррат (VI) калия K2Fe04 и газообразный монооксид азота NO, который окисляется на воздухе и дает красно-бурый газ - диоксид азота N02:
2КNОз + Fe = K2Fe04 + 2NO
2NO + 02 = 2N02
3.3.2. « Сноп » искр из тигля 1
На чистом листе бумаги (или на стекле) тщательно смешаем палочкой равные количества (примерно по 2 чайной ложки) порошков железа, древесного угля и перманганатa калия.
Полученную смесь перенесём в железный тигель, закрепленный в форовом треугольнике, который находится на кольце штатива. Нагреем тигель в пламени горелки. Через некоторое время из тигля начинают разлетаться раскаленные частички железа в виде снопа искр. С появлением искр горелку следует поставить. Опыт эффектнее проводить в затемненном помещении.
2КМп04 = К2Мп04 + Мп02 + 02
С + 02 = C02
Образующийся при горении угля газообразный оксид углерода (IV) увлекает за собой раскаленные частицы железа, которые сгорают в кислороде:
ЗFе + 202 = Fез04
3.3.3. Железный вулкан Лемери 7
Французский химик, аптекарь и врач Никола Лемери в 1673 г. наблюдал нечто похожее на вулкан, когда, смешав в железной чашке 2 г железа Fe в виде опилок и 2 г порошкообразной серы S, дотронулся до смеси сильно нагретой стеклянной палочкой. Буквально через несколько секунд из смеси начали вылетать частицы черного цвета, а сама она, сильно увеличившись в объеме, так разогрелась, что начала светиться. Вулкан Лемери - результат взаимодействия железа и серы: Fe + S = FeS. Эта реакция сопровождается значительным выделением энергии в форме теплоты.
3.3.4. Золотой нож1
В химический стакан нальём 200 мл концентрированного (лучше насыщенного) раствора медного купороса и подкислим его 1 мл серной кислоты ( 1:5 ). Хорошо почистим нож наждачной бумагой (после чего не дотрагиваемся до поверхности металла руками). Опустим нож на несколько секунд в раствор медного купороса, затем вынем его, быстро сполоснём водой и сейчас же насухо протрём полотенцем. Нож становится «золотым» - он покрылся ровным блестящим слоем меди: CuS04 + Fe = FeS04 + Си
3.3.5. Химическая ёлка27
Для проведения опыта требуется изготовить модель из оцинкованного железа. Изготовление конструкции выполняется из двух листов размером 7x10 см и толщиной 1–2 мм. Перед тем как соединить две пластины между собой, зачистим их наждачной бумагой. Используемый раствор ацетата свинца следует подкислить лимонной кислотой ( чтобы избавиться от мутной взвеси в растворе, которая образуется вследствие гидролиза соли ). Результатом взаимодействия между катионами свинца и железоцинковым сплавом будет образование черного налета мелкодисперсного свинца. В дальнейшем этот налет будет превращаться в красивые крупные свинцовые хлопья.
Fe + ( CH3COO)2Pb = Pb +( CH3COO)2Fe
3.3.6. Дерево Юпитера27
Чтобы вырастить такое "дерево", в высокий стеклянный сосуд наливаем водный раствор 30--40 г хлорида олова SnCl2 в 100 мл воды и погружаем цинковую пластинку. Очень быстро на ней вырастает дерево из кристалликов олова черного цвета: Zn + SnCl2 = ZnCl2 + Sn
3.3.7. Сатурново дерево27
Чтобы вырастить сатурново дерево, наливаем в высокий стакан или стеклянный цилиндр водный раствор 25--30 г ацетата свинца в 100 мл воды и погружаем в него очищенную тонкой наждачной бумагой пластину или стержень из цинка. Можно вместо этого подвесить на нитке несколько кусочков цинка, тоже очищенных наждачной бумагой. С течением времени на цинковой поверхности вырастают ветвистые и блестящие сросшиеся между собой кристаллы свинца. Их появление вызвано реакцией восстановления свинца из соли более активным в химическом отношении металлом цинком. Zn + ( CH3COO)2Pb = Pb +( CH3COO)2Zn
3.3.8. Замшелые камни7
На дно широкого стеклянного сосуда с достаточно толстыми стенками осторожно отпускаем речную гальку. Можно насыпать и бесцветный речной песок слоем толщиной 3 – 5 см, затем наливают на половину объема сосуда концентрированный водный раствор сульфата меди (׀׀) CuSO4. После этого в раствор добавляют смесь цинковой пыли и гранулированного цинка до исчезновения голубой окраски жидкости. Частицы цинка покрываются лохматым налетом кирпично-красного цвета, похожим на мох, и оседают на камнях или песке. Это говорит о выделении кристаллов меди в результате окислительно-восстановительной реакции:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu↓
Цинк можно заменить алюминием Al, но в этом случае для предотвращения гидролиза сульфата алюминия Al2(SO4)3, образующегося в реакции:
3CuSO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3Cu↓,
к раствору сульфата меди заранее добавляют 5 – 10 мл разбавленной серной кислоты, которая с медью не взаимодействует.
Заключение
Думаю, что я выполнила цель своей работы и надеюсь, что предложенная тема заинтересует учащихся и им захочется узнать еще больше об этих удивительных металлах.
ЛИТЕРАТУРА
Ресурсы интернета
10. www.velesova-sloboda.org/.../russian-sayings.html Википедия Велесова Слобода - Русские пословицы и поговорки | В.М.Подобин, И. П.Зимина.
11. www.kazakh.ru/about/proverb/ Казахские пословицы и поговорки.
12.World Sayings.ru - Украинские пословицы и поговорки
13. www.wisdoms.ru/poslovizi_i.../15.html Латинские пословицы и поговорки.
14. pogovorki.biz/evreyskie.php Еврейские пословицы и поговорки.
15. www.tamada-anna.ru/god.html Годовщины свадьбы - Организация и проведение праздников | Тамада.
16.http://www.wisdoms.ru/poslovizi_i_pogovorki/nar/34_11.html Китайские пословицы и поговорки.
17. Поговорочка.ру - Пословицы и поговорки народов мира
18. www.vseposlovicy.ru/m/zoloto/ Пословицы. Афоризмы, пословицы и поговорки со всего Мира. Пословицы о Золото. Ассирийские пословицы.
19. bibliotekar.ru/dal/28.htm Грамота, учеба. Пословицы, присловья и поговорки русского народа. Оглавление раздела "Владимир Даль" >>>
20. www.vseposlovicy.ru/m/krasota/ Красота | Пословицы
21. www.mista.ru/pogovorki.htm Пословицы, поговорки, мудрые мысли, крылатые изречения.
22. www.gumer.info/bibliotek_Buks/.../10.php Рыженков Г. Народный месяцеслов: Пословицы, поговорки, приметы.
23. forum.freekalmykia.org/index.php?... Калмыцкие пословицы и загадки.
24. dic.academic.ru/di В.И. Даль. Пословицы русского народа.
25.http://experiment.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=12329&ob_no=12387
26.http://www.evgi.ru/english/proverbs/29-proverbs_y.html
27.www.alhimik.ru/MASTR/mast51.html Алхимик. Новогодние опыты для детей.
Приложения
Приложение 1
Название | Атомный вес | Плотность, г/см3 | Температура плавления, С° |
Легкие металлы | |||
Литий | 6,939 | 0,534 | 179 |
Калий | 39,102 | 0,86 | 63,6 |
Натрий | 22,9898 | 0,97 | 97,8 |
Кальций | 40,08 | 1,55 | 850 |
Магний | 24,305 | 1,74 | 651 |
Цезий | 132,905 | 1,90 | 28,5 |
Алюминий | 26,9815 | 2,702 | 660,1 |
Барий | 137,34 | 3,5 | 710 |
Тяжелые металлы | |||
Цинк | 65,37 | 7,14 | 419 |
Хром | 51,996 | 7,16 | 1875 |
Марганец | 54,9380 | 7,44 | 1244 |
Олово | 118,69 | 7,28 | 231,9 |
Железо | 55,847 | 7,86 | 1539 |
Кадмий | 112,40 | 8,65 | 321 |
Никель | 58,71 | 8,90 | 1453 |
Медь | 63,546 | 8,92 | 1083 |
Висмут | 208,980 | 9,80 | 271,3 |
Серебро | 107,868 | 10,5 | 960,8 |
Свинец | 207,19 | 11,344 | 327,3 |
Ртуть | 200,59 | 13,546 | -38,87 |
Вольфрам | 183,85 | 19,3 | 3380 |
Золото | 196,967 | 19,3 | 1063 |
Платина | 195,09 | 21,45 | 1769 |
Осмий | 190,2 | 22,5 | 2700 |
Твёрдость некоторых металлов по шкале Мооса:
Твёрдость | Металл | Обрабатываемость |
0.3 | очень легко царапается ногтем (прикосновение опасно) | |
0.4 | очень легко царапается ногтем (прикосновение опасно) | |
0.5 | очень легко царапается ногтем (прикосновение опасно) | |
0.6 | очень легко царапается ногтем (прикосновение опасно) | |
1.2 | очень легко царапается ногтем, даже мнется (пары индия токсичны) | |
1.2 | легко царапается ногтем | |
1.25 | легко царапается ногтем | |
1.5 | царапается ногтем | |
1.5 | царапается ногтем | |
1.5 | царапается ногтем | |
1.5 | царапается ногтем | |
1.5 | царапается ногтем (в твёрдом состоянии) | |
1.75 | царапается ногтем | |
2.0 | царапается алюминиевой ложкой | |
2.25 | царапается алюминиевой ложкой | |
2.5 | царапается медной проволокой | |
2.5 | царапается медной проволокой | |
2.5 | царапается медной монетой | |
2.5 | царапается медной монетой | |
3.0 | царапается кухонным ножом | |
3.0 | царапается кухонным ножом | |
3.5 | царапается кухонным ножом | |
4.0 | царапается кухонным ножом (из нержавеющей стали) | |
4.0 | царапается кухонным ножом (из нержавеющей стали) | |
4.75 | царапается кухонным ножом (из нержавеющей стали) | |
5.0 | царапается стеклом и стальным гвоздём | |
5.0 | царапается стеклом и стальным гвоздём | |
5.0 | царапается напильником и полевым шпатом | |
5.5 | царапается напильником и полевым шпатом | |
5.5 | царапается напильником и полевым шпатом | |
6.0 | царапает стекло; царапается стеклом и напильником | |
6.0 | царапает стекло; царапается стеклом и напильником | |
6.0 | царапает стекло; царапается стеклом и напильником | |
6.0 | царапает стекло; царапается стеклом и напильником | |
6.0 | царапает стекло; царапается стеклом и напильником | |
6.5 | царапает стекло; царапается кварцем | |
6.5 | царапает стекло; царапается кварцем | |
6.5 | царапает стекло; царапается кварцем | |
7.0 | царапает все виды сталей; царапается топазом | |
7.0 | царапает все виды сталей; царапается топазом | |
7.0 | царапает все виды сталей; царапается топазом | |
7.5 | царапает все виды сталей; царапается топазом | |
8.5 | легко царапает стекло и все металлы; царапается рубином |
Чистое золото — мягкий металл жёлтого цвета. Золото обладает исключительно высокой теплопроводностью и низким электрическим сопротивлением. Золото — очень тяжёлый металл: плотность чистого золота равна 19 621 кг/м³ ( шар из чистого золота диаметром 46 мм имеет массу 1 кг). Литровая бутыль, заполненная золотым песком, весит приблизительно 16 кг. Золото очень ковко и тягуче. Из кусочка золота массой в один грамм можно вытянуть проволоку длиной в три километра или изготовить золотую фольгу в 500 раз тоньше человеческого волоса (0,1 мкм). Через такой листочек фольги луч света просвечивает зеленоватым цветом. Мягкость чистого золота настолько велика, что его можно царапать ногтем. Поэтому в ювелирных изделиях золото всегда сплавляется с медью или серебром. Состав таких сплавов выражается пробой, которая указывает число весовых частей золота в 1000 частей сплава (в российской практике). Проба химически чистого золота соответствует 999,9 пробе — его ещё называют «банковским» золотом, так как из такого золота изготавливают слитки.
Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов. Чистое серебро – блестящий металл, поверхность которого кажется иногда почти белой. Он очень красив и легко поддается обработке, так как сравнительно мягок и его можно без большого труда ковать, резать и вытягивать. Плавиться серебро при 961оС и обладает исключительно высокой теплопроводностью и электрической проводимостью.
Свинец —серовато-белый тяжёлый металл с металлическим блеском в свежем срезе. Цвет и металлический блеск на воздухе быстро исчезают из-за того, что свинец покрывается слоем окиси и солей, получающихся при доступе влаги и кислот воздуха. Мягкость свинца проявляется в том, что он режется ножом, что пишет, оставляя серую черту. Свинец легко прокатывается в тонкие листы и ленты, продавливается на прессах в трубы, из него изготовливают проволоку. Свинец имеет низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м·К) при температуре 0 °C.
Медь — тяжёлый золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет. Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью (занимает второе место по электропроводности после серебра.
Чистое железо - серебристо-белый металл, быстро тускнеющий (ржавеющий) на влажном воздухе или в воде, содержащей кислород. Оно пластично, легко подвергается ковке и прокатке. Железо имеет высокую температуру плавления 1539°С. Обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик), хорошей тепло - и электропроводностью.
Олово – мягкий серебристо-белый пластичный металл ( может быть прокатан в очень тонкую фольгу – станиоль) с невысокой температурой плавления ( легко выплавляется из руд), но высокой температурой кипения.
Чистое олово обладает низкой механической прочностью при комнатной температуре ( можно согнуть оловянную палочку, при этом слышится характерный треск, обусловленный трением отдельных кристаллов друг о друга) и поэтому редко используется.
Слайд 1
Свойства металлов в пословицах и поговорках Выполнила Татаринова Алла Учащаяся школы № 66 г. Нижнего НовгородаСлайд 2
Цели: Проанализировать научную, научно-популярную литературу по свойствам и применению семёрки металлов; Собрать и систематизировать сведения о пословицах и поговорках про металлы; Выполнить опыты с металлами.
Слайд 3
Семёрка металлов древности
Слайд 4
Применение металлов
Слайд 5
Поговорки про золото Золото и в болоте светится; Золото ценится, потому что его мало; Золотой ключик все двери открывает; Золото не ржавеет, ум не портится; Золото без рук, но всё делает.
Слайд 6
Поговорки про железо Если ты настоящий человек, будь крепким, как сталь; Терпеливый даже железо разорвёт; Человек прочнее железа, твёрже камня, нежнее розы; Сколько ни бей по железу, всё ему нипочём.
Слайд 7
Ржа ест железо; Коль меч не чистить, на нём ржа появится; Пока железо в работе, его ржа не берёт; Человека губит горе, железо портит влага.
Слайд 8
Литература Литература
Слайд 9
Взаимодействие металлов с растворами солей Золотой нож Замшелые камни
Слайд 10
Взаимодействие железа и цинка с солями свинца и олова Сатурново дерево Дерево юпитера
Слайд 11
Заключение Все перечисленные металлы сыграли очень важную роль в развитии цивилизации; Золото, серебро, медь, железо, олово, свинец и ртуть – металлы с очень интересной историей; Только семёрка металлов древности вошла в пословицы и поговорки разных народов; В пословицах и поговорках про металлы отражен исторический опыт народа о свойствах металлов, представления, связанные с трудовой деятельностью, бытом и культурой людей; В семёрку металлов древности входят металлы разной активности: средней активности, малой активности и благородные металлы.
Слайд 12
Благодарим за внимание!
Ласточка. Корейская народная сказка
Проказы старухи-зимы
Волшебные звуки ноктюрна
Мастер-класс "Корзиночка"
Два петушка