Меню

Как пишется мышьяк в химии

Проект по химии «Влияние ядов на организм человека»

Автор работы: Филенко Феликс

Руководитель проекта: Сасыкова галина Николаевна

 Учреждение: МКОУ «Эсто-Алтайская СОШ имени Д.Н. Кугультинова»

 Класс: 9

Оглавление

Введение
1. Виды ядов.                                                                         
2. Интересные факты про яды.
3. Поступление ядов в организм человека.                                                    
4. Пути обезвреживания ядов. 
5. Яды и их действие на организм.                                                              
6. Отравление политиков. 
Заключение
Литература
                            

Введение

Цели:

  1. Узнать какие яды существуют
  2. Какой вред приносят те или иные яды

Методы работы:

  1. Изучение литературы по теме.
  2. Поиск информации в интернете

Общетоксическое (О) – кома, отек мозга (синильная кислота, угарный газ, алкоголь).

Нервнопаралитическое(Н-П) — паралич (хлорофос, зарин, никотин).

Кожно-резорбтивное (resorbeo-поглощаю) (К-Р) – воспаление кожи (мышьяк, ртуть, уксусная эссенция, иприт).

Есть версия, что Наполеон умер в комнате, содержащей тринитилмышьяк, который образовался в результате реакции краски, содержащей мышьяк, и клея обоев.

Суда, ниже ватерлинии покрывают краской, содержащей метилртуть. Моллюски селятся на днищах кораблей. От воздействия этой краски моллюски из мужских превращаются в женские (эффект «infosex»). В результате произошло снижение численности популяции, и в ресторанах резко поднялась на них цена.

Известная фирма «Nike» в 90-е годы ХХ века потерпела огромные убытки, так как в Европе ее продукцию отозвали, из-за использования токсичных красок на изделиях. В России отзыва продукции не было.

Раздражающее(Р) – слезотечение, кашель, чихание (щелочи, кислоты, окислы азота, фосген).

Психотропное(П) – нарушение сознания (наркотики, ЛСД).

Сенсибилизирующие(А) – аллергия (растворители, лаки на основе нитросоединений).

Канцерогенное(К) – злокачественные новообразования (Cr, Ni, асбест, ПАУ).

Мутагенное(М) – хромосомные нарушения (Pb, Mn, радиоактивные изотопы, диоксины).

Тератогенное(Т) – нарушение внутриутробного развития плода (борная кислота).

Фиброгенное (Ф) – перерождение легочной ткани в соединительную (аэрозоли кокса, алмазов, пыль, силикаты).

Интересные факты про яды

Есть версия, что Наполеон умер в комнате, содержащей тринитилмышьяк, который образовался в результате реакции краски, содержащей мышьяк, и клея обоев.

Последние исследования показали, что грудное молоко концентрирует все элементы (в т.ч. канцерогенные). Поэтому, на Западе дают специальные таблетки, прекращающие лактацию.

Готовить пищу в медной посуде нельзя. Серебряные столовые предметы использовали с давних времен для обеззараживания микробов. Однако и серебро, и платина, и никель являются химически активными металлами, только золото – нейтрально.

Дым сигареты содержит бензоперен и Cd, которые разрушают двойную спираль ДНК. Это приводит к ухудшению генофонда.

В 1921 г. в США изобрели этилированный бензин, который содержит свинец. Около 50 лет назад они отказались его использовать. Однако Россия его еще использует.

В России мясо содержит около 6 мг/кг диоксина, при норме – 0.9 мг/кг. В рыбах, обитающих в озере Байкал, обнаружили ДДТ и ПВХ.

Поступление ядов в организм человека

Яд в организм человека может поступить через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожу.

У человека около 60 млн. обонятельных клеток. Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни и здоровья человека, рефлекторно замедляется или задерживается дыхание. Приятные вещества вызывают нюхательные движения. Поступление токсических газов, паров, аэрозолей через органы дыхания является наиболее опасным, так как они поступают через разветвленную систему легочных альвеол (100–120 м2) непосредственно в кровь и разносятся по всему организму.

Попадание яда через желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личной гигиены: приеме пищи на рабочем месте и курении без предварительного мытья рук.

Вредные вещества могут попадать в организм человека через неповрежденные кожные покровы не только из жидкой среды, но и из газообразной. Вредные вещества растворяются в секрете потовых желез и кожном жире и поступают в кровь.

Пути обезвреживания ядов

Изменение химической структуры яда. Окисление, восстановление, расщепление органических соединений приводит к возникновению менее ядовитых веществ.

Выведение яда. Выводятся через легкие, почки, желудочно-кишечный тракт, потовые и сальные железы, кожу. Скорость выделения вредных веществ из организма обычно наибольшая в первые дни после поступления в организм. Пектин, содержащийся в красном вине, связывает и выводит тяжелые металлы из организма (норма – 150 г/сут). Жировые шарики молока связывают и выводят токсины из организма (на вредных производствах рабочим выдают молоко).

Известные яды и их действие на организм

Мышьяк попадает в организм чаще всего не в элементной форме, а виде соединений. Хронические отравления проявляются в раздражении слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Кроме того, появляется непроходящий насморк, кашель, кровохарканье, а в более тяжелых случаях присоединяются симптомы поражения центральной нервной системы. Соединения мышьяка оказывают раздражающее действие на кожу. При длительных действиях они могут вызвать образование злокачественных опухолей.

При остром отравлении, т.е. при попадании в желудок большой дозы, появляется металлический привкус во рту, наблюдается затруднение в глотании, вызывается рвота и проявляются сильные боли в животе с последующим поносом. При очень сильных отравлениях может развиться паралитическая форма – судороги различных мышц, потеря сознания, паралич сосудодвигательного и дыхательного центров.

Все эти симптомы вызваны тем, что соединения мышьяка являются сильными капилляротоксическими ядами. Они вызывают увеличение проницаемости сосудистых стенок и паралич капилляров. Кроме того, при отравлениях мышьяком нарушаются обмен веществ и функция центральной и периферической нервной системы.

Непосредственный контакт соединений мышьяка с тканями, в частности As2O3, приводит к их гибели без предшествующего раздражения, т.е. безболезненно. Это свойство соединений мышьяка и, в частности As2O3, используют в стоматологической практике для удаления нейронов (нервной ткани). Для этого на обнаженную пульпу зуба наносят кусочек пасты величиной с булавочную головку. Содержащийся в ней оксид мышьяка (III) диффундирует в пульпу и через 24 – 48 часов нерв погибает.

Ртуть – при комнатных температурах легкоподвижная жидкость. Для металлов она относительно легко испаряется, а пары ртути чрезвычайно ядовиты. Поскольку ртуть содержится в медицинских термометрах, то с нею человек может столкнуться в домашних условиях. Разбитый термометр и вылившаяся, но не собранная ртуть может представить опасность для здоровья человека. Характерными признаками ртутного отравления является слюнотечение, своеобразное покраснение десен и размягчение зубов. Появляется тяжелое нервное расстройство: головная боль, нарушение пищеварения, дрожание рук и головы. При слабом отравлении появляется вялость, бессонница, ослабление памяти.

Некоторые соединения ртути также чрезвычайно ядовиты. Известно, что ионы ртути (II) способны прочно соединяться с белками. Ядовитые свойства хлорида ртути (II) — HgCl2 — сулемы, проявляются прежде всего в некрозе (омертвление) почек и слизистой оболочки кишечника. В результате ртутного отравления почки теряют способность выделять из крови продукты жизнедеятельности организма.

При хроническом отравлении ртутью и ее соединениями проявляются нервные нарушения, бывает повышенная психическая возбудимость, вегетативные сдвиги, проявляющиеся в непроизвольном движении мышц лица с его покраснением. Отравление проявляется в потливости и красном дермографизме. При хроническом отравлении появляется ртутный тремор – вначале мелкое дрожание пальцев рук, затем резкое усиление дрожание всего тела, непроизвольные движения. При отравлениях ртутью и ее соединениями рекомендуется покой и прием антидотов (яичный белок и молоко) и витаминов.

Цианистый калий (цианид калия) – соль синильной кислоты. Оба соединения являются быстродействующими и сильными ядами. Ядовитое свойство синильной кислоты начали использовать задолго до того, как она была идентифицирована и выделена в чистом виде. В небольших количествах синильная кислота часто встречается в растительном мире.

Наиболее известен в этом отношении горький миндаль. В семенах миндаля содержится органическое соединение амигдалин, которое расщепляется на виноградный сахар, бензальдегид и синильную кислоту. Расщепление протекает под действием имеющегося в горьком миндале энзима – эмульсина. Этот процесс протекает самопроизвольно. Таким образом, в семенах миндаля, персика, абрикоса, вишни и других растений в небольших количествах всегда имеется синильная кислота.

При употреблении 100 очищенных ядер абрикосов может наступить смерть. Древнегреческие жрецы умели извлекать синильную кислоту из листьев персика. Теперь становятся понятными такие выражения, как «наказание персиком», «не преступай – иначе умрешь от персика». Для человека смертельная доза синильной кислоты составляет всего лишь 50 миллиграмм.

При остром отравлении синильной кислотой и ее солями теряется сознание, наступает паралич дыхания и сердца. На начальной стадии отравления человек испытывает головокружения, ощущения давления во лбу, острую головную боль, учащенное дыхание, сердцебиение. Первая помощь при отравлении – свежий воздух, кислородное дыхание, тепло. Противоядиями являются нитрит натрия, органические нитросоединения: амилнитрит и пропилнитрит, серосодержащие соединения: коллоидная сера, тиосульфат натрия, тетратионат натрия.

С давних пор при опасности отравления цианидами рекомендовалось держать за щекой кусочек сахара. Так, например, глюкоза была причиной неудачной попытки отравить Распутина в 1916 году в доме Юсупова добавлением цианида калия в сладкие пирожные, к которым он питал слабость.

Отравление политических деятелей

Яд продолжает находиться в арсенале «большой политики», он используется спецслужбами, преступниками и террористами.

Многие легендарные фигуры мировой политики ушли из жизни, потому что их потомки и современники допускали возможность отравления.

Цианистый калий, который Наполеон принял после отречения, не вызвал смерти, так как яд успел нейтрализоваться. По одной из неофициальных версий был отравлен соединениями мышьяка, которыми были пропитаны обои в его комнате: он постоянно вдыхал их, так что его смерть стала естественной.

Неизвестным ядом был отравлен известный террорист Хаттаб. Он получил письмо, пропитанное ядом, текст вызвал у Хаттаба волнение. Яд вступил во взаимодействие с потом рук, после чего террорист в течение двух суток тихо умер, даже не поняв, что его отравили.

Александр Литвиненко, экс-шпион, был отравлен полонием- 200 в 2006 году.

Практическая часть

Оборудование и реактивы: сушильный шкаф, термометр, ступка с пестиком, сито с капроновым полотном (диаметр 1 мм), стакан (емкостью 150 мл), пробирки, лист пергамента, раствор аммиака, желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6], иодид калия (KI), хромат калия(KCrO)

Ход работы:

  1. Высушить почву до воздушного состояния. Измельчить высушенную почву и просеять через сито.
  2. Для получения легкорастворимых солей определяемых элементов образец почвы поместить в стакан и добавить смесь соляной и азотной кислот, взятую в 3-4 раза больше, чем количество почвы. Тщательно перемешать и отфильтровать через бумажный фильтр.
  3. Взять 4 пробирки и в каждую налить по 5 мл фильтрата
  4. Для определения меди: налить в первую пробирку сначала небольшое количество раствора аммиака (NH4OH). Если выпадает зеленоватый осадок, то налейте раствор аммиака в избытке. Если осадок растворяется и раствор окрашивается в синий цвет, то в фильтрате присутствуют ионы меди. Для проверки во вторую пробирку налить раствор желтой кровяной соли – K4[Fe(CN)6]. Если образуется буро-красный осадок или просто происходит окрашивание фильтрата, то это подтверждает наличие ионов меди.
  5. Для определения ионов свинца в одну пробирку налить раствор иодида калия (KI), а во вторую – раствор хромата калия (K2CrO4), и наблюдать за возможными изменениями в пробирках. Если в обеих пробирках выпадает осадок желтого цвета, то можно считать, что ионы свинца присутствуют.

Для исследования были взяты 2 пробы почвы: 1 проба почвы – с ул. Победы 2 проба – с ул. Свердлова (около моего дома). При добавлении к фильтратам раствора желтой кровяной соли произошло бурое окрашивание фильтрата, что говорит о наличии ионов меди в почве. При добавлении к 1 фильтрату раствора хромата калия и иодида калия выпало небольшое количество желтого осадка, что говорит о наличии ионов свинца в почве. Во 2 пробе ионов свинца обнаружено не было.

Вывод: ионы тяжелых металлов уже присутствуют в почве города и будут накапливаться со временем.

Заключение

Для выполнения данной работы и поставленных задач, мною был изучен материал научно-популярной литературы и интернет ресурсов. Дана характеристика природным ядам.

Представлен обзор ядовитых веществ:

  • входящих в состав пищи;
  • предметов повседневного обихода;
  • бытовой химии.

Были изучены экологически опасные вещества, такие как тяжёлые металлы.

При обобщении материала были исследованы действия основных антидотов и их характеристика.

Интересно то, что человек может сам следить за поступлением вредных веществ в свой организм и регулировать их уровень, принимая «природных утилизаторов» к которым относят: морскую капусту, свежие овощи и фрукты , особенно свеклу,а также вареный картофель в кожуре.

Вести здоровый образ жизни, соблюдать правильное питание, постоянно повышать свой уровень экологического образования, больше физической нагрузки и прогулок на свежем воздухе.

Для написания данной работы были использованы ресурсы сети Интернет.

30-летний педагог из Талдыкоргана стал популярным в Сети, снимая научно-популярные видео в TikTok. TengriMIX расскажет, как мужчине удается прививать любовь к науке тысячам школьников и студентов.

В серии роликов под названием «Безумный ученый» Таир Тойгулов популяризирует науку среди молодежи, делясь интересными фактами из истории, физики, астрономии, биологии, философии и психологии и не только. Также в своих видео Таир в домашних условиях проводит научные эксперименты, демонстрируя на практике, как работают законы физики.

@doctor_toigulov

НАУЧНЫЕ ОПЫТЫ. ЧАСТЬ 1. «ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ»#опыты#эксперименты#физика#магнит#прокачаютвоймозг#летовнауке#ученый#техника#ток

♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

«Наука — моя муза. Вы не поверите, но я без нее не могу», — делится педагог.

Сам он окончил Казахский национальный педагогический университет имени Абая в Алматы и получил докторскую степень в Кыргызском государственном университете имени И. Арабаева в Бишкеке.

«Я считаю, что, как казах, я обязан быть ученым, продолжать дело всех мною любимых аташек: Шокана Валиханова, Ахмета Байтурсынова, Каныша Сатпаева, Ыбырая Алтынсарина, Динмухамеда Кунаева, Карла Байпакова и Алькея Маргулана. Чрезвычайно горю желанием просвещать всех и каждого!» — говорит доктор наук.

Своими видеороликами педагог стремится просвещать молодежь страны и мотивировать их развивать науку. Он верит, что в будущем молодое поколение достигнет успехов в различных областях науки, а свою миссию мужчина видит в том, чтобы направлять молодежь на путь знаний.

@doctor_toigulov

КАЗАХСТАН — РОДИНА ДИНОЗАВРОВ?##историяказахстана ##палеонтологияказахстана ##хочузнать ##наука ##научпоп ##динозавры ##древность ##рептилии ##кости ##ящеры

♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

«В этом плане я живу по принципу казахского педагога-просветителя Ыбырая Алтынсарина. Мы, педагоги, должны направлять вектор мышления казахстанской молодежи только «алга», — делится он.

@doctor_toigulov ПРОДОЛЖЕНИЕ ПРО ДИНОЗАВРОВ?#палеонтологияказахстана #историяказахстана #динозавры #хочузнать #наука #научпоп #познаюмир #древность #кости #ящеры ♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

Исходя из своего опыта работы в школах и колледжах, Тойгулов отмечает, что не одобряет новую школьную программу, в которой сокращены важные темы, особенно в учебниках истории. Он также считает, что учителям зачастую мешает сосредоточиться на преподавании бумажная волокита и нацеленность на рейтинги. 

Мужчина также советует директорам и руководителям учебных заведений стараться мотивировать сотрудников и оказывать им содействие в работе.

«Они менеджеры, а менеджер в первую очередь обязан помогать и мотивировать, а не показывать свое эго», — говорит Таир.

По мнению Тойгулова, в школах также необходимо увеличить штат психологов и часы их работы и решить вопрос безопасности учебных заведений с помощью нескольких охранников, обеспеченных металлоискателями.

@doctor_toigulov ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ КАЗАХСТАНА ⚒️??#минералы#ресурсы#геологияказахстана#таблицаменделеева#богатствоказахстана#научпоп#познаюмир#хочузнать#недраземли ♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

Сейчас Таир занимается созданием научно-популярного контента, а зарабатывает индивидуальным репетиторством с учениками. Видеоролики активно создавать он начал в период пандемии, в них харизматичный ученый нередко называет себя «Доктор ТТТ», что расшифровывается как «доктор Тойгулов Таир Талгатович». Темы для видео он выбирает «согласно алгоритму своего мышления», а информацию берет из книг.

@doctor_toigulov

ДОРОГАЯ, МОЛОДЕЖЬ я лично в вас всех ВЕРЮ! ГРЫЗИТЕ ГРАНИТ НАУКИ с особым пристрастием!?✊##хочузнать ##познаюмир ##научпоп ##достояниеказахстана ##будущее

♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

Таир также рисует картины, играет на пианино, а в период пандемии он написал сценарий и снял 15 выпусков юмористического сериала под названием T-friends, опубликованных на YouTube.

Сюжет любительского сериала рассказывает про ученого — путешественника во времени и его приключения в Казахстане. Дальнейшие съемки сериала Тойгулову пришлось остановить из-за отсутствия финансовой поддержки. Педагог надеется, что в будущем в казахстанских сериалах будут показывать больше врачей, ученых и учителей.

Несмотря на то что в социальных сетях видео педагога пользуются популярностью у молодого поколения, сам себя звездой он не считает, поскольку занимается тем, что любит, и преследует только одну цель — просвещать людей.

«Себя я считаю умным, про популярность я промолчу, так как это народу решать, моя задача обучать и просвещать молодежь 24 на 7 365 дней в году, а если високосный, то — 366. Анализируя биографии гениев, я осознал для себя одно: надо заниматься тем, что ты любишь больше всего, а со стороны люди уже решат, популярно это или нет», — говорит он.

Тем не менее в комментариях в Instagram или TikTok подписчики Тойгулова часто отмечают его как отличного преподавателя и даже своего кумира.

@doctor_toigulov

НА КАКИЕ ПЕРИОДЫ ДЕЛИТСЯ ИСТОРИЯ КАЗАХСТАНА??##историяказахстана##древность##каменныйвек##палеолит##мезолит##неолит##наука##научпоп#

♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

«Побольше бы таких учителей!»

«Слушать вас очень интересно. Спасибо за такие классные ролики!»

«Доктор ТТТ, ваши ролики прекрасны и помогают мне в уроках, особенно по химии и истории»

«Вы мой кумир»

«Почему этого нет в школьных учебниках? Спасибо за информацию, очень интересно!»

Однако, как делится педагог, помимо положительной реакции на свой труд, часто он получает и негативные комментарии. 

«Бывает, что сталкиваюсь с многоуважаемыми диванными критиками, которые за свою жизнь не написали ни одной монографии», — говорит доктор наук.

Основной положительный отклик Тойгулов получает от школьников и студентов. Как он признается, ранее он часто обращал внимание на их орфографические ошибки и даже подумывал пить валерьянку, но со временем смирился и, «так сказать, поймал дзен».

@doctor_toigulov

ПРИРОДНЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ. ##прокачаютвоймозг##летовнауке##наука##интеллект##мозг##нейропсихология ##ученый##наука##грызтьгранитнауки##саморазвитие##синапсы

♬ оригинальный звук — ДОКТОР ТАИР ТОЙГУЛОВ

В копилке Тойгулова есть девять монографий (научные исследования), множество сертификатов и публикаций в научных сборниках, однако доктор наук не планирует останавливаться на достигнутом и держит курс на получение Нобелевской премии.

«Хочу получить премию, чтобы себе доказать, на что я горазд», — сказал он.

Тему работы для соискания престижной премии он держит в секрете, поскольку опасается, что ее могут украсть, однако поделился, в каком направлении планируется работа.

«Это некий симбиоз истории, квантовой механики с космологией», — сказал он.

В будущем Тойгулов также планирует работать в университете и читать лекции студентам, а в летний период принимать участие в различных экспедициях, завершить свой научный труд и написать шесть научных энциклопедий.

Таблица хим элементов в составе стали

him sostav3

Расшифровка хим элементов состава стали

Займемся расшифровкой свойств химических элементов для того, чтобы понять, какое влияние оказывают химические элементы на свойства стали.

  • С – углерод. Углерод в составе стали необходим для увеличения прочности и твердости. Чем углерода больше, тем прочнее и тверже сталь. Если в составе углеродистой металлопродукции присутствует более 0,4 % углерода, то при отрицательной температуре, от нуля градусов и ниже, сталь становится, менее надежна, и более хрупка.
  • Si – кремний. Если кремний присутствует в металле в диапазоне 0,3%-0,4%, то он повышает прочность металла, а так же предел текучести, но уменьшается пластичность (уменьшается способность металла к вытяжке). Если его содержание в стали более 0,4%, то уменьшается свариваемость и стойкость к коррозии. Если кремния менее 0,3 %, пластичность металла не снижается. Кремний особенно упрочняет сталь в нержавеющем прокате — он придает ему повышение коррозионной стойкости, износостойкость и повышение упругости.
  • Mn – марганец. Если его в металле более 0,8 %, то он увеличивает прочность, упругость и износостойкость, но уменьшает теплопроводность, пластичность и свариваемость. Если его менее 0,8 %, то он не оказывает никакого существенного влияния на сталь. Так же если марганца в составе много, то можно увидеть в металлопродукции красноватый цвет (цвет марганцовки), поэтому невооруженным взглядом можно понять много ли марганца в металле или нет.
  • P – фосфор. Это вредная примесь. Если в составе более 1% Si, то фосфор вытесняется и уменьшается. Если фосфора не более 0,04%, то понижается порог хладноломкости и увеличивается риск появления трещин. Если фосфора более 0,04%, то зерна феррита становятся крупнее и склонность металла к перегреву увеличивается. Чем больше в составе Si (кремния) и Al (алюминия), тем меньше отрицательного воздействия (в особенности, уменьшается степень нагрева).
  • S – сера. Является постоянной примесью. Она негативно влияет на ударную вязкость, свариваемость и качество поверхности металлопродукции. В горячем состоянии сера приводит к снижению пластичности. Марганец уменьшает влияние вредных свойств серы.
  • Cr – хром. Повышает термическую прочность стали, увеличивает стойкость к коррозии и окислению.
  • Ni – никель. Улучшает вязкость стали и усталой прочности. В комбинации с хромом и молибденом он улучшает термическую прочность. Защищает от коррозии. Облагораживает поверхность.
  • Cu – медь. Увеличивает коррозионную сопротивляемость стали. Она повышает прочностные характеристики и уменьшает ударную вязкость и пластичность стали.
  • As – мышьяк. В количестве от 0,1-0,16% увеличивает коррозионную стойкость. В составе стали он аналогичен фосфора, но негативное воздействие его меньше. В качественных сталях допускается присутствие мышьяка не более 0,08%.
  • N – азот. Является присадкой, которая позволяет снизить содержание в стали никеля, хрома и марганца. Повышает предел текучести. Способен измельчать зерно феррита (ем меньше зерно, тем меньше способность к перегреву).
  • Al – алюминий. Изолирует металл от окисления воздухом, оказывает антикоррозионные свойства. Улучшает прочность, пластичность и упругость.
  • Mo – молибден. Придает стали большую твердость. Уменьшает отпускную хрупкость. Повышает вязкость при низкой температуре. Увеличивает стойкость к высокой температуре.
  • Ti – титан. Повышает твердость, пластичность и устойчивость к коррозии. По прочности превосходит все химические элементы в составе стали.

Выбрать лист стальной Вы можете на нашем сайте!

Так же Вы можете отправить заявку на почту: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Или позвонив нам на по телефону: + 7 343 345-11-23

Источник

Формула стали

Определение и формула стали

На свойства сталей большое влияние оказывает их термическая обработка, вызывающая изменения в соотношении соединений и структуре сплавов. Так, при медленном охлаждении (отпуске) сталь становится мягкой. При быстром же охлаждении (закалка) сталь приобретает большую твердость и некоторую хрупкость.

pic3139

Физико-химические свойства сталей изменяются еще сильнее при добавлении легирующих компонентов в роли которых выступают хром, марганец, никель, кобальт, титан, вольфрам, молибден, медь, кремний, бор, ванадий, цирконий и другие химические элементы. При этом легирующие вступают во взаимодействие с железом и углеродом и их соединениями с образованием новых металлических и металлоподобных соединений. В результате этого происходит изменение всего комплекса механических и физико-химических свойств стали.

Примеры решения задач

Задание Найдите химическую формулу вещества, в состав которого входит 10 массовых частей кальция, 7 массовых частей азота и 24 массовых части кислорода.
Решение Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

Найдем молярные массы кальция азота и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ca)= 40 г/моль, М(N) = 14 г/моль, а М(О) = 16 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n(Ca) :n(N): n (O) = 0,25 : 0,5 : 1,5= 1 : 2 : 6,

т.е. формула соединения кальция азота и кислорода имеет вид CaN2O6 или Ca(NO3)2.Это нитрат кальция.

Задание В фосфиде кальция массой 3,62 г содержится 2,4 г кальция.Определите формулу этого соединения.
Решение Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

Найдем молярные массы кальция и фосфора (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ca)= 40 г/моль, а М(P) = 31 г/моль.

Определим массу фосфора в составе фосфида кальция:

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n(Ca) :n(P)= 0,06 : 0,04 = 1,5 : 1 = 3 : 2,

т.е. формула фосфида кальция имеет вид Ca3P2.

Источник

Формула стали в химии – Формула стали в химии

Сталь имеет широкую сферу применения: от винтов и гвоздей до частей моста. С развитием металлургии было изобретено множество сплавов и марок стали.

Сталь состоит из 2,14% углерода, постоянных примесей и других химических элементов. Хотя, как показывает практика, его концентрация обычно не превышает 1,5%. Доля железа в материале составляет не меньше 45%. Сталь производится путем вторичной переработки белого чугуна различными методами.

lazy placeholder

Основные преимущества всех типов стали:

  • твердость и прочность;
  • широкий функционал;
  • разнообразие свойств;
  • вязкость и упругость;
  • легкая механическая обработка;
  • высокая износостойкость;
  • распространенность сырья;
  • экономическая выгода от использования.

Основные недостатки – это отсутствие устойчивости к образованию ржавчины и способность накапливать электричество.

Чугун – наиболее близкий по составу материал. Однако, в сравнении с ним сталь:

  • более твердая и прочная;
  • имеет более высокую температуру плавления;
  • легче подвергается механической обработке;
  • имеет более высокую теплопроводность;
  • легко подвергается процедуре закалки.

Классификация по химическому составу

Химический состав стали бывает углеродистым и легированным. Первые состоят из железа, постоянных примесей и углерода. В свою очередь, они подразделяются на:

  • низкоуглеродистые (до 0,2-0,3% углерода);
  • среднеуглеродистые (0,2-0,45%);
  • высокоуглеродистые (от 0,45%).

Легированная сталь также содержит металлы и неметаллы. Они придают материалу более высокие механические и физикохимические свойства. Легировать – это значит сплавлять. Этот вид стали по химическому составу подразделяется на:

  • низколегированные (до 2,5% присадок);
  • среднелегированные (2,5-10%);
  • высоколегированные (от 10%).

lazy placeholder

Особенности маркировки

Маркировка углеродистых сталей, правила составления которой строго оговорены пунктами соответствующего ГОСТа, позволяет узнать не только химический состав представленного сплава, но и то, к какой категории он относится. В обозначении углеродистой стали, обладающей обыкновенным качеством, присутствуют буквы «СТ». Пунктами ГОСТа оговаривается семь условных номеров марок таких сталей (от 0 до 6), которые также указываются в их обозначении. Узнать, какой степени раскисления соответствует та или иная марка, можно по буквам «кп», «пс», «сп», которые проставляются в самом конце маркировки.

lazy placeholder

Цветовая маркировка наносится по требованию потребителя несмываемой краской

lazy placeholder

Марки углеродистых сталей по ГОСТу и по международным стандартам ИСО

Марки качественных и высококачественных углеродистых сталей обозначаются просто цифрами, указывающими на содержание в сплаве углерода в сотых долях процента. В конце обозначения некоторых марок можно встретить букву «А». Это значит, что сталь обладает улучшенным металлургическим качеством.

Узнать о том, что перед вами инструментальная сталь, можно по букве «У», стоящей в самом начале ее маркировки. Цифра, следующая за такой буквой, указывает на содержание углерода, но уже в десятых долях процента. Буква «А», если она есть в обозначении инструментальной стали, говорит о том, что данный сплав отличается улучшенными качественными характеристиками.

Долговечность и надежность механизмов зависят от материала, из которого они были изготовлены, то есть от совокупности всех его свойств и особенностей, которые и определяют эксплуатационные характеристики. На сегодняшний день большинство узлов и деталей машин производят из различных марок сталей. Рассмотрим этот материал более подробно.

lazy placeholder

Классификация по структуре

Структура стали формируется в процессе ее изготовления, во время отливки и обработки под воздействием высоких температур. Химические связи материала определяют ее отношение к какому-либо классу. Это отношение учитывается для применения стали в той или иной области. Рассмотрим эти классы подробнее:

  1. Аустенит. Этот класс отличается прочностью и однородностью. Они устойчивы к жару и образованию ржавчины, могут использоваться для работы в опасных условиях или перевозки агрессивных элементов.
  2. Феррит. Представители класса ферритов – магнетики, благодаря чему оптимальны для использования в радиотехнике и электронике для изготовления антенн и другого оборудования.
  3. Мартенсит. Этот вид стали получают при помощи процедуры легирования и термической обработки. Материал может возвращать форму после механической обработки. Применение представителей мартенсита осложняется дополнительными требованиями к обработке.
  4. Перлит. Перлитом называется распад при охлаждении после нагрева. Такое состояние создается искусственным способом для пластической деформации.
  5. Цементит. Представители вида физически упругие и твердые.

Классификация по степени раскисления

Раскисление – это процесс, который приводит к снижению содержания кислорода в расплаве. Этот процесс необходим для того, чтобы избежать появления ржавчины на металлопрокате. Степень раскисления предусматривает следующую классификацию:

  • спокойные (СП) – имеют однородную структуру, содержат минимальное количество газов и неметаллов; используются для дорогостоящих сплавов и изготовления металлоконструкций;
  • полуспокойные (ПС) – их свойства позволяют выпускать несущие элементы сварных и клепаных конструкций; из ПС изготавливают болты и гайки, которые можно использовать при низкой влажности воздуха и высокой температуре;
  • кипящие (КП) – хрупкий вид стали; подходит для производства деталей котлов и конструкций, контактирующих со взрывоопасными веществами; главный минус – быстрое появление ржавчины.

В реакции раскисления обычно участвуют следующие добавки: алюминий, марганец, кремний.

Классификация стали по содержанию примесей

Классификация предусматривает три вида. Тем меньше в материале вредных элементов, тем более качественным он считается. Этот параметр определяется методом производства и выявление содержания S и P.

Обыкновенного качества

К этому виду относятся углеродистая сталь. Она производится в печи или на конвертере с применением кислорода. Сталь обыкновенного качества имеет доступную цену, широкую сферу применения, легко обрабатываются, но не отличаются устойчивостью к износу или прочностью.

Качественные

Она может быть как углеродистой, так и легированной. По сравнению с предыдущим типом этот состав произведен в соответствии с более строгими требованиями. Они производятся с соблюдением строгих характеристик плавления. Качественная сталь стоит дороже и применяется для изготовления элементов, предназначенных для высокого уровня нагрузок.

Высококачественные

Такой вид стали производится более современными методами, например, выплавке в электрических печах. Этот способ позволяет добиться минимального содержания включений газов и вредных неметаллических примесей, что обеспечивает высокие механические свойства материала. Сталь высокого качества имеет более высокую стоимость и используется для создания особо прочных конструкций.

Особовысококачественные

Это сплавы с минимально возможным количеством примесей. Они имеют самое высокое качество из представленных и имеют соответствующую цену, приближенную к драгоценностям. Особовысококачественная сталь – это легированная сталь, которая используется в уникальных случаях. Например, для производства деталей космических кораблей.

lazy placeholder

Методы производства и разделение по качеству

Для производства углеродистых сталей используются различные технологии, что сказывается на их разделении не только по способу производства, но и по качественным характеристикам. Так, различают:

  • высококачественные стальные сплавы;
  • качественные углеродистые стали;
  • углеродистые стальные сплавы обыкновенного качества.

lazy placeholder

Классификация углеродистых сталей

Стальные сплавы, обладающие обыкновенным качеством, выплавляются в мартеновских печах, после чего из них формируют слитки больших размеров. К плавильному оборудованию, которое используется для получения таких сталей, относятся также кислородные конвертеры. По сравнению с качественными стальными сплавами, рассматриваемые стали могут иметь большее содержание вредных примесей, что сказывается на стоимости их производства, а также на их характеристиках.

Сформированные и полностью застывшие слитки металла подвергают дальнейшей прокатке, которая может выполняться в горячем или холодном состоянии. Методом горячей прокатки производят фасонные и сортовые изделия, толстолистовой и тонколистовой металл, металлические полосы большой ширины. При помощи прокатки, выполняемой в холодном состоянии, получают тонколистовой металл.

Читать также: Переделка блока питания компьютера на 12 вольт

lazy placeholder

На современных предприятиях для производства высококачественных сплавов используются электрические дуговые печи

Для производства углеродистых сталей качественной и высококачественной категорий могут использоваться как конвертеры и мартеновские печи, так и более современное оборудование – плавильные печи, работающие на электричестве. К химическому составу таких сталей, наличию в их структуре вредных и неметаллических примесей соответствующий ГОСТ предъявляет очень жесткие требования. Например, в сталях, которые относятся к категории высококачественных, должно содержаться не более 0,04% серы и не больше 0,035% фосфора. Качественные и высококачественные стальные сплавы благодаря строгим требованиям к способу их производства и к характеристикам отличаются повышенной чистотой структуры.

Классификация стали по назначению

Она является достаточно условной, так как в одной группе могут находиться множество марок, а в другой – всего несколько. Некоторые из них применимы для смежных значений. Для определения классификации стали продукция подвергается различным испытаниям: кислотам, экстремальным нагрузкам, ударным нагрузкам.

Конструкционные

Она относится к классу обыкновенного качества и является одной из самых обширных групп. Они способны выдерживать различные механические нагрузки: удары, изгибы, растяжения. Конструкционный материал устойчив к усталости, а также воздействию негативных факторов внешней среды. Используются для производства конструкций и деталей повышенной прочности.

Строительные

К ним относится углеродистая и низколегированная сталь. Из нее изготавливают сложные конструкции, в которых нагрузка распределяется одинаково на все области. К строительной стали не предъявляются особые требования, кроме податливости к сварке.

Для холодной штамповки

Холодная штамповка значительно меняет форму и размеры металлической заготовки. К этому виду предъявляются следующие требования – высокий уровень пластичности и стойкости на разрыв.

Цементируемые

Назначение цементируемой стали – производство деталей и узлов, которые подвергаются периодическим нагрузкам. Цементация – это процедура, в ходе которой повышается стойкость материала к износу.

Улучшаемые

Назначение улучшаемой стали – специальные виды термической обработки, например, отпуск или закалка. Эти процедуры применяются для повышения прочности и других характеристик.

Высокопрочные

Для создания высокопрочного вида сталей подбирается специальный состав и соотношение легированных элементов, а также программы обработки. В ходе процедуры достигается высокая прочность материала, которая в несколько раз превосходит параметры конструкционной стали. Высокопрочные элементы используются в узлах особой прочности.

Пружинные

Пружинные марки стали могут выдерживать многократные упругие деформации «усталости», присущей металлам. Они широко применяются в производстве автомобилей, транспортной отрасли и других сферах, где есть необходимость в амортизации, возврате элементов в первоначальное положение после выполнения рабочих функций. Углеродистые сплавы могут легироваться кремнием, бором и другими химическими элементами.

Подшипниковые

Назначение подшипниковой стали – эксплуатация оборудования и механизмов, использующих подшипники. В этом случае материал должен иметь высокую прочность, устойчивость к износу и быть выносливым. К минимуму должны быть сведены посторонние вещества и неоднородная текстура. Подшипниковая сталь подвергается специальной термической обработке и уплотнению.

Автоматные

Главные требования к автоматной стали – высокая податливость обработке, образование короткой стружки и пониженной трение между деталью и инструментом. Такой вид применяется для массового изготовления крепежей на автоматизированном производстве. Недостаток автоматной стали – сниженная пластичность.

Износостойкие

Износостойкую сталь получают благодаря добавлению большого количества марганца. Ее назначение – изготовление узлов, которые постоянно подвергаются трению и большим нагрузкам (как динамическим, так статистическим). Например, из износостойкой стали производят гусеницы, горное оборудование и оборудование для рельсов.

Коррозионностойкие нержавеющие

Низкоуглеродистая сталь подвергается процедуре легирования при помощи хрома и марганца. Хром кристаллизуется и формирует тонкий слой поверхности из окислов, которые защищает деталь от воздействия химических сред. Коррозионностойкие нержавеющие стали могут эксплуатироваться при температурном режиме до 60 градусов в слабоагрессивных (например, пар или вода) и в очень агрессивных (щелочах и кислотах).

В свою очередь, коррозионностойкие нержавеющие стали подразделяются на:

  1. Коррозионностойкие. Они предназначены для изготовления пружин, клапанов и валов, способных выдерживать температуру до 600 градусов.
  2. Жаростойкие. Они могут работать при ограниченных нагрузках и температурном режиме до 1200 градусов Цельсия.
  3. Жаропрочные. Сталь легируется при помощи кремния, никеля или других элементов. Она может выдерживать серьезные нагрузки и взаимодействовать с высокими температурами (до 75% от температурного режима плавления).
  4. Криогенные. Они могут взаимодействовать с низкими температурами (до -200 градусов), при этом сохраняя вязкость и упругость. Их можно применять для производства комплектующих холодильных установок (научных или промышленных).

lazy placeholder

Область применения

Как уже говорилось выше, углеродистые стальные сплавы по основному назначению делят на две большие категории: инструментальные и конструкционные. Инструментальные стальные сплавы, содержащие 0,65–1,32% углерода, используются в полном соответствии со своим названием – для производства инструмента различного назначения. Для того чтобы улучшить механические свойства инструментов, обращаются к такой технологической операции, как закалка углеродистой стали, которая выполняется без особых сложностей.

lazy placeholder

Сферы применения углеродистых инструментальных сталей

Конструкционные стальные сплавы применяются в современной промышленности очень широко. Из них делают детали для оборудования различного назначения, элементы конструкций машиностроительного и строительного назначения, крепежные детали и многое другое. В частности, такое популярное изделие, как проволока углеродистая, производится именно из стали конструкционного типа.

Используется проволока углеродистая не только в бытовых целях, для производства крепежа и в строительной сфере, но и для изготовления таких ответственных деталей, как пружины. После выполнения цементации конструкционные углеродистые сплавы можно успешно использовать для производства деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются серьезному поверхностному износу и испытывают значительные динамические нагрузки.

Конечно, углеродистые стальные сплавы не обладают многими свойствами легированных сталей (в частности, той же нержавейки), но их характеристик вполне хватает для того, чтобы обеспечить качество и надежность деталей и конструкций, которые из них изготавливаются.

Инструментальные стали

Инструментальные стали – это изделия без легирования, которые являются прочными. Для уплотнения некоторых участков используют присадки. К ним предъявляются особые требования, связанные с особенностями использования.

Инструментальные стали также подразделяются на несколько подвидов:

  • для режущих инструментов;
  • для измерительных инструментов;
  • штамповые;
  • валковые.

Для режущих инструментов

Стали для режущих инструментов стоят достаточно дорого, поэтому создавать из них изделия сможет не каждый. Обычно некоторые части инструментов делают из конституционной стали, например, пластины или лезвия.

Сталь данного вида, в свою очередь, подразделяется на следующие подвиды:

  • углеродистые инструментальные сплавы (обычно содержат 0,5-1,3% углерода, распространены для использования в процессе производства);
  • легированные инструментальные (из них можно изготовить фрезы, сверла и протяжки);
  • быстрорежущие (могут создавать изделия с теплостойкостью до -660 градусов).

Стали для измерительных инструментов

Сталь для измерительных инструментов должны иметь стабильную форму и размеры в процессе изменения и хранения. Также ее поверхность должна быть идеально гладкой, хорошо обрабатываться и шлифоваться.

Такая сталь бывает углеродистой и легированной при помощи хрома, никеля и других элементов. Для повышения устойчивости к износу и улучшения качества поверхности изделия цементируют и закаливают. Сталь по-прежнему востребована при изготовлении самых современных измерительных инструментов.

Штамповые стали

Штамповая сталь отличается твердостью, устойчивостью к температурным перепадам и прокаливаемостью. Она должна быть износостойкой и иметь постоянную форму. К ним этому виду относятся следующие сплавы:

  • штамповки холодным методом (кроме твердости, устойчивости к износу, стабильности габаритов и формы добавляются высокий уровень вязкости и устойчивость к температурным перепадам; они могут работать в условиях ударов и высокого уровня давления; производятся на основе лигатур с хромом и другими элементами);
  • штамповки горячим методом (они должны быть повышенной прочности и вязкости при нагревании до 500 градусов и высокой теплопроводности для того, чтобы избежать перегрева; они подвергаются процедуре легирования при помощи хрома, никеля, ванадия и т.д.).

lazy placeholder

Валковые стали

При помощи валковой стали производятся прокатные станы, матрицы, пуансоны, лезвия для работы с металлическими изделиями. С их помощью также можно изготовить комплектующие для горного и бумагоделательного оборудования.

Основные требования к валковой стали:

  • высокий уровень прокаливаемости для прочности изделия (закалку стали проводят медленно, опуская ее в масло для охлаждения);
  • высокая устойчивость к износу (она позволяет долго и бесперебойно работать всему прокатному стану, обеспечивает стабильные параметры);
  • контактная прочность (она должна быть больше напряжения, которое возникает в ходе процесса, с учетом нагрузки от сопротивления и массы устройства).

Источник

Adblock
detector