Сплавы

Изучение сплавов рекомендуется провести после рассмотрения общих химических свойств металлов, потому что образование сплавов - это физико-химический процесс, для понимания которого необходимы знания химических свойств металлов. Существенную помощь в ознакомлении учащихся со сплавами оказывает проведение аналогии между сплавлением металлов и взаимным растворением различных жидкостей. Поэтому в вводной части урока на тему "Сплавы" рекомендуется напомнить учащимся о хорошей и плохой растворимости одной жидкости в другой и показать хорошую и плохую растворимость одного расплавленного металла в другом. Примером хорошей взаимной растворимости металлов служит растворимость свинца в олове и олова в свинце, а плохой растворимости - цинка в свинце. Сплав можно получить, нагревая в пробирке или тигле смесь цинковых стружек со свинцовыми. При сливании смеси расплавленных металлов они расслаиваются, так же как разделяются на два слоя нерастворимые друг в друге жидкости. Если же смесь этих расплавленных металлов охладить при встряхивании, то она превратится в сплав, в котором можно заметить невооруженным глазом, а еще лучше в микроскоп отдельные включения одного металла в другом. Такой сплав является грубой дисперсией твердой фазы в твердой среде.

Сравнивая дальше процесс сплавления и растворения, можно указать на возможность получения коллоидной системы, состоящей из твердой фазы и твердой среды, а также истинных растворов одних металлов в других. Следует кратко сообщить о существовании химических соединений одного металла с другим. Для примера можно проделать следующий опыт: в ступку помещают небольшое количество ртути (3-5 г) и кусочек натрия. При надавливании на натрий пестиком произойдет вспышка и образуется твердый сплав - амальгама натрия, которая резко отличается от натрия и от ртути. И выделение теплоты, и образование нового вещества указывают на химический характер этого процесса.

Таким образом учащиеся получат представления о сплавах как о сложных системах, в которых возможны и грубые смеси, и коллоидные системы, и истинные раствор, и химические соединения.

Важно показать, что некоторые свойства сплавов неаддитивны, и в этом отношении они сходны с соединениями. С этой целью следует сравнить температуру плавления некоторых металлов с температурой плавления их сплавов и обратить внимание на то, что температура плавления сплавов ниже температуры плавления самого легкоплавкого компонента. Убедительным является опыт плавления в горячей воде сплава Вуда. Интересен сплав натрия со свинцом: если бросить пластинку из этого сплава на металлическую или каменную плитку, он звенит подобно сплавам железа. Следует также привести примеры образования сплавов, обладающих такой большой твердостью, какой нет ни у одного из металлов, образующих этот сплав. Можно сообщить, что и химические свойства сплавов могут резко отличаться от свойств сплавленных металлов, например нержавеющая сталь, кислотоупорные и антикоррозийные сплавы.