Përkundër faktit se materialet e krijuara artificialisht përdoren gjithnjë e më shumë në industri dhe në jetën e përditshme, ende nuk është e mundur të refuzohet përdorimi i metaleve. Ata kanë një kombinim unik të vetive, dhe lidhjet ju lejojnë të maksimizoni potencialin e tyre. Në cilat fusha është prodhimi dhe përdorimi i metaleve?
Karakteristikë e një grupi elementësh
Metalet kuptohen si një grup kimikatesh inorganike me veti karakteristike. Zakonisht ato përfshijnë sa vijon:
- përçueshmëri e lartë termike;
- duktiliteti, lehtësia relative e përpunimit;
- pika relativisht e lartë e shkrirjes;
- përçueshmëri e mirë elektrike;
- shkëlqim karakteristik "metalik";
- roli i agjentit reduktues në reaksione;
- densitet i lartë.
Sigurisht, jo të gjithë elementët e këtij grupi i kanë të gjitha këto veti, për shembull, merkuri është i lëngshëm në temperaturën e dhomës, galiumi shkrihet nga nxehtësia e duarve të njeriut dhe bismuti vështirë se mund të quhet plastik. Por në përgjithësi, të gjitha këto veçori mund të gjurmohen në tërësinë e metaleve.
Klasifikimi i brendshëm
Metalet ndahen me kusht në disa kategori, secila prej të cilave kombinon elementë që janë më afër njëri-tjetrit në parametra të ndryshëm. Dallohen grupet e mëposhtme:
- alkaline - 6;
- tokë alkaline - 4;
- kalimtar - 38;
- dritë - 7;
- semimetale - 7;
- lantanide - 14+1;
- aktinide - 14+1;
Nga grupet janë dy të tjera: berilium dhe magnez. Kështu, për momentin, nga të gjithë elementët e zbuluar, 94 shkencëtarë ia atribuojnë metaleve.
Përveç kësaj, vlen të përmendet se ka edhe klasifikime të tjera. Sipas tyre, metalet fisnike, metalet e grupit të platinit, metalet pas tranzicionit, refraktare, me ngjyra dhe me ngjyra etj.. Kjo qasje ka kuptim vetëm për qëllime të caktuara, ndaj është më e përshtatshme të përdoret klasifikimi i pranuar përgjithësisht..
Historiku i Marrjes
Njerëzimi gjatë gjithë zhvillimit të tij ka qenë i lidhur ngushtë me përpunimin dhe përdorimin e metaleve. Përveçse janë elementët më të zakonshëm, ato mund të bëheshin produkte të ndryshme vetëm me ndihmën e përpunimit mekanik. Meqenëse nuk kishte aftësi për të punuar me mineral, në fillim bëhej fjalë vetëm për përdorimin e copave. Në fillim ishte një metal i butë, i cili i dha emrin epokës së bakrit, që zëvendësoi atë të gurit. Gjatë kësaj periudhe u zhvillua metoda e falsifikimit të ftohtë. Shkrirja është bërë e mundur në disa qytetërime. Gradualisht, njerëzit zotëruan marrjen e ngjyrësmetale si ari, argjendi, kallaji.
Më vonë epoka e bronzit zëvendësoi epokën e bakrit. Ai zgjati rreth 20 mijëvjeçarë dhe u bë një pikë kthese për njerëzimin, pasi ishte gjatë kësaj periudhe që u bë e mundur marrja e lidhjeve. Ka një zhvillim gradual të metalurgjisë, metodat e marrjes së metaleve po përmirësohen. Sidoqoftë, në shekujt 13-12. para Krishtit e. ndodhi i ashtuquajturi kolapsi i bronzit, i cili shënoi fillimin e epokës së hekurit. Kjo me sa duket ishte për shkak të varfërimit të rezervave të kallajit. Dhe plumbi dhe merkuri, të zbuluara në atë kohë, nuk mund të bëhen zëvendësim për bronzin. Kështu që njerëzit duhej të zhvillonin prodhimin e metaleve nga xeherorët.
Periudha tjetër nuk zgjati shumë - më pak se një mijëvjeçar, por la një gjurmë të ndritshme në histori. Përkundër faktit se hekuri ishte i njohur shumë më herët, ai pothuajse nuk u përdor kurrë për shkak të mangësive të tij në krahasim me bronzin. Për më tepër, kjo e fundit ishte shumë më e lehtë për t'u marrë, ndërsa shkrirja e xehes kërkonte më shumë punë. Fakti është se hekuri vendas është mjaft i rrallë, kështu që nuk është për t'u habitur që braktisja e bronzit ka qenë kaq e ngad altë.
Kuptimi i aftësive të nxjerrjes së metaleve
Ngjashëm me mënyrën se si paraardhësi i njeriut bëri fillimisht një mjet duke lidhur një gur të mprehtë në një shkop, kalimi në një material të ri doli të ishte po aq madhështor. Përparësitë kryesore të produkteve metalike ishin se ato ishin më të lehta për t'u bërë dhe të riparueshme. Guri nuk ka plasticitet dhe lakueshmëri, kështu qëçdo armë prej tij mund të bëhej vetëm e re, ato nuk mund të riparoheshin.
Kështu, ishte kalimi në përdorimin e metaleve që çoi në përmirësimin e mëtejshëm të mjeteve, shfaqjen e sendeve të reja shtëpiake, dekorime, të cilat më parë ishin të pamundura për t'u bërë. E gjithë kjo i dha shtysë përparimit teknologjik dhe hodhi themelet për zhvillimin e metalurgjisë.
Metodat moderne
Nëse në kohët e lashta njerëzit ishin të njohur vetëm me marrjen e metaleve nga xehet, ose mund të kënaqeshin me copëza, atëherë aktualisht ka mënyra të tjera. Ato u bënë të mundura falë zhvillimit të kimisë. Kështu, u shfaqën dy drejtime kryesore:
- Pirometalurgji. Ai filloi zhvillimin e tij më herët dhe shoqërohet me temperaturat e larta të nevojshme për përpunimin e materialit. Teknologjia moderne në këtë fushë lejon edhe përdorimin e plazmës.
- Hidrometalurgji. Ky drejtim merret me nxjerrjen e elementeve nga xehet, mbetjet, koncentratet etj duke përdorur ujë dhe reagentë kimikë. Për shembull, një metodë që përfshin prodhimin e metaleve me elektrolizë është jashtëzakonisht e zakonshme dhe metoda e karburizimit është gjithashtu mjaft e popullarizuar.
Ka një tjetër teknologji interesante. Falë tij u bë i mundur marrja e metaleve të çmuara me pastërti të lartë dhe me humbje minimale. Bëhet fjalë për përsosje. Ky proces është një nga llojet e rafinimit, domethënë, ndarja graduale e papastërtive. Për shembull, në rastin e arit, përdoret ngopja e shkrirjes me klor dhe platini shpërndahet nëacidet minerale të ndjekura nga izolimi me reagentë.
Meqë ra fjala, marrja e metaleve me elektrolizë përdoret më shpesh nëse shkrirja ose rikuperimi nuk është ekonomikisht i qëndrueshëm. Kjo është pikërisht ajo që ndodh me aluminin dhe natriumin. Ekzistojnë gjithashtu teknologji më inovative që bëjnë të mundur marrjen e metaleve me ngjyra edhe nga xeherore mjaft të varfra pa kosto të konsiderueshme, por për këtë do të flasim pak më vonë.
Rreth lidhjeve
Shumica e metaleve të njohura në antikitet nuk plotësonin gjithmonë disa nevoja. Korrozioni, ngurtësia e pamjaftueshme, brishtësia, brishtësia, brishtësia - çdo element në formën e tij të pastër ka të metat e veta. Prandaj, u bë e nevojshme gjetja e materialeve të reja që kombinojnë avantazhet e atyre të njohura, domethënë gjetja e mënyrave për të marrë lidhje metalike. Sot ekzistojnë dy metoda kryesore:
- Casting. Shkrirja e përbërësve të përzier ftohet dhe kristalizohet. Ishte kjo metodë që bëri të mundur marrjen e mostrave të para të lidhjeve: bronzi dhe bronzi.
- Shtypni. Përzierja e pluhurave i nënshtrohet presionit të lartë dhe më pas sinterohet.
Përmirësim i mëtejshëm
Në dekadat e fundit, më premtuesi është prodhimi i metaleve duke përdorur bioteknologjinë, kryesisht me ndihmën e baktereve. Tashmë është bërë e mundur nxjerrja e bakrit, nikelit, zinkut, arit dhe uraniumit nga lëndët e para sulfide. Shkencëtarët shpresojnë të lidhin mikroorganizmat me procese të tilla si shpëlarja, oksidimi, thithja dhe reshjet. Përveç kësaj, është jashtëzakonisht e rëndësishmeproblemi i trajtimit të thellë të ujërave të zeza, edhe për këtë po përpiqen të gjejnë një zgjidhje që përfshin pjesëmarrjen e baktereve.
Aplikacion
Pa metale dhe lidhje, jeta në formën në të cilën tani është e njohur për njerëzimin do të ishte e pamundur. Ndërtesat e larta, aeroplanët, enët, pasqyrat, pajisjet elektrike, makinat dhe shumë të tjera ekzistojnë vetëm falë kalimit të largët të njerëzve nga guri në bakër, bronz dhe hekur.
Për shkak të përçueshmërisë së tyre të jashtëzakonshme elektrike dhe termike, metalet përdoren në tela dhe kabllo për një larmi qëllimesh. Ari përdoret për të krijuar kontakte jo oksiduese. Për shkak të forcës dhe fortësisë së tyre, metalet përdoren gjerësisht në ndërtim dhe për një shumëllojshmëri të gjerë strukturash. Një fushë tjetër e aplikimit është instrumentale. Për prodhimin e një pjese pune, për shembull, shpesh përdoren pjesë prerëse, lidhje të forta dhe lloje të veçanta çeliku. Së fundi, metalet fisnike vlerësohen shumë si material për bizhuteri. Pra, ka mjaft aplikime.
Interesante për metalet dhe lidhjet
Përdorimi i këtyre elementeve është kaq i përhapur dhe ka një histori kaq të gjatë sa nuk është për t'u habitur që lindin situata të ndryshme kurioze. Ata dhe vetëm disa fakte interesante duhen sjellë në fund:
- Përpara përdorimit të gjerë, alumini vlerësohej shumë. Takëmet, të cilat Napoleoni III i përdorte kur priste mysafirë, ishin bërë nga ky material dhe ishin objekt i tyrekrenaria e monarkut.
- Emri platin në spanjisht do të thotë "argjend". Elementi mori një emër kaq të pakëndshëm për shkak të pikës relativisht të lartë të shkrirjes dhe, rrjedhimisht, pamundësisë së përdorimit të tij për një kohë të gjatë.
- Në formën e tij më të pastër, ari është i butë dhe gërvishtet lehtësisht me thonj. Kjo është arsyeja pse ajo është e lidhur me argjend ose bakër për të bërë bizhuteri.
- Ka aliazhe me një veçori kurioze të termoelasticitetit, domethënë efektin e kujtesës së formës. Kur deformohen dhe më pas nxehen, ato kthehen në gjendjen e tyre origjinale.
