Илья Мельников - Художественная обработка металла. Драгоценные металлы. Сплавы и добыча
Сера при кипячении с азотной кислотой постепенно окисляется в серную кислоту, фосфор – в фосфорную. Нагретые древесные опилки воспламеняются от капли дымящей азотной кислоты.
Органические вещества разрушаются с окрашиванием в желтый цвет. При взаимодействии разбавленной азотной кислоты с железом и цинком, а также другими активными металлами, образуется диоксид азота NO2, которая улетучивается в виде красно-коричневого ядовитого газа.
Концентрированная азотная кислота пассивирует некоторые металлы. Так, железо, легко растворяющееся в разбавленной азотной кислоте, не растворяется в холодной концентрированной. Аналогичное действие эта кислота оказывает на хром и алюминий, которые под действием азотной кислоты переходят в пассивное состояние.
Азотная кислота в основном применяется для приготовления пробирных реактивов и "царской водки" (смесь одного объема азотной кислоты и трех-четырех объемов концентрированной соляной кислоты). Травление примесей драгоценных металлов (за исключением серебра). Для получения азотных удобрений, взрывчатых веществ, органических красителей, кинопленки, целлюлозных лаков и т.д.
Соляная кислота HCI образуется при растворении хлористого водорода в воде. Бесцветная жидкость с резким запахом, на воздухе "дымит".
Максимальная концентрация соляной кислоты около 36 процентов, плотность 1190 кг/м3. Для технических целей чаще всего применяется разбавленная соляная кислота (20 – 27,5 процента).
Хорошо растворяется в воде и подобно другим сильным кислотам энергично взаимодействует с металлами и оксидами металлов, является одним из важнейших продуктов химической промышленности.
Соляная кислота применяется в различных отраслях производств, медицине, сельском хозяйстве, в гальванопластике, при паянии, лужении. При паянии и лужении она очищает поверхность металлов перед их обработкой.
Серная кислота H2SO4является сильной двухосновной кислотой. Безводная серная кислота представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с высокой плотностью 1840 кг/м3, температура кипения 338°С. При температуре 10,45°С застывает в кристаллическую массу.
С водой и серным ангидридом SO3 смешивается в любых соотношениях. Однако смешивать концентрированную серную кислоту с водой нужно очень осторожно, вливая ее в воду небольшими порциями или тонкой струйкой. Растворяют серную кислоту в воде только в термостойкой посуде.
Серная кислота очень гигроскопична и поэтому применяется для осушения газов. Способность поглощать воду объясняется и обугливание многих органических веществ под действием кислоты.
Концентрированная серная кислота в подогретом состоянии растворяет все металлы, кроме золота, платины и некоторых металлов платиновой группы.
В ювелирном деле применяют серную кислоту для травления, определения пробы серебра, как компонент кислых ванн при меднении.
Серная кислота служит для получения многих других кислот, применяется в большом количестве в органическом синтезе, при производстве взрывчатых веществ, для очистки керосина, нефтяных масел и продуктов коксохимической промышленности, при изготовлении красок и т.д.
Ортофосфорная кислота H3PO4 – слабая неорганическая кислота; бесцветные прозрачные кристаллы, плавящие при 315,35 К.
Плотность 1800 кг/м3. Хорошо растворяется в воде.
Получают ее в лабораториях методом окисления фосфора 30-процентной азотной кислотой; в промышленности – экстракционными и термическими методами.
В основе экстракционного метода лежит обработка природных фосфатов серной кислотой. Образующуюся при этом фосфорную кислоту отфильтровывают от сульфата кальция и концентрируют выпариванием.
Термический метод состоит в восстановлении природных фосфатов до свободного фосфора с последующим его сжиганием и растворением образующегося фосфорного ангидрида в воде.
Полученная фосфорная кислота отличается более высокой чистотой и концентрацией.
Ортофосфорная кислота применяется при изготовлении реактивов, электролитов для создания защитных покрытий на металлах, удобрений для сельского хозяйства. Фосфаты кальция и аммония используются при производстве эмалей и в фармацевтической промышленности.
Борная кислота H3BO3 является слабой неорганической кислотой. В свободном виде – бесцветные кристаллы с плотностью 1480 кг/м3. Умеренно растворима в воде. При нагревании до 100°С кислота теряет воду, переходя сначала в метаборную кислоту, при дальнейшем нагревании – в борный ангидрид. Получается действием серной кислоты на горячий раствор тетрабората натрия Na2B4O7. Применяется для приготовления флюса при пайке драгоценных металлов, в изготовлении эмалей, глазурей, в производстве специальных сортов стекла, в кожевенном и бумажном производстве, в медицине в качестве дезинфицирующего средства.
Основания – это вещества, содержащие гидроксильную группу ОН и диссоциирующие в водном растворе с образованием иона ОН.
Большинство оснований нерастворимо в воде.
Растворимые основания называются щелочами.
Для распознавания кислоты или основания (щелочи) применяют индикаторы. Основания являются жирными на ощупь и окрашивают красную лакмусовую бумажку в голубой цвет. Важнейшими основаниями являются едкий натр, едки кали, гидроксид аммония; важнейшие щелочи – натриевая щелочь, раствор едкого кали, нашатырный спирт.
Едкий натр представляет собой белые прозрачные, сальные на ощупь, хрупкие сильно гигроскопичные пластинки. Хорошо растворяется в воде, образуя натриевую щелочь, которая применяется как очищающее и обезжиривающее средство.
Едкий кали по действию и внешнему виду соответствует едкому натру. Водный раствор образует щелочь едкого кали.
Гидроксид аммония получают при растворении газообразного аммиака в воде. Образовавшееся химическое соединение сразу диссоциирует в растворе, то есть распадается на ионы.
Существует гидрокисид аммония только в диссоциированной форме, расщепленной на положительный ион аммония и отрицательный ион гидроксида. При нагревании происходит обратная реакция (основание распадается на аммиак и воду). Относится к слабым основаниям, действует так же, как едкий натр.
Соли – класс химических соединений, кристаллические вещества, имеющие ионную структуру.
В растворах соли диссоциируют на катионы (металлы лили группы атомов, ведущие себя подобно металлам) и анионы (кислотные остатки). Различают соли средние (или нейтральные) – продукты полного замещения водорода кислоты металлами, например сульфат натрия Na2SO4. Кислые – продукты неполного замещения атомов водорода, например гидросульфат натрия; простые, основные, двойные, смешанные и комплексные. Простыми солями называют соли, дающие простые ионы, двойными – содержащие катионы разных металлов.
Двойные соли при растворении в воде распадаются на те ионы, которые содержались в растворах простых солей, послуживших для их образования.
Комплексными солями называются вещества, получаемые путем сочетания двух или более простых молекул химических соединений. Комплексные ионы образуются сочетанием простых ионов или простого иона с полярными молекулами. Существенной разницы, границы между простыми, двойными и комплексными солями нет.
Важнейшими солями являются: цианид калия, которую в быту называют цианистый калий, цианид натрия (цианистый натрий), цианид меди (цианистая медь), цианид серебра (цианистое серебро), цианид золота (цианистое золото); тетраборат натрия (бура); карбонат кальция (мел); карбонат калия (поташ); карбонат натрия (сода); карбонат меди (патина); нитрат натрия (чилийская селитра); нитрат серебра (адский камень); хлорид натрия (поваренная соль); хлорид аммония (нашатырь); сульфат кальция (гипс); сульфат меди (медный купорос); ацетат меди (ярь-медянка).
Названия солей зависят от входящих в них кислотных остатков и образовавших их металлов.
Безопасность труда при работе с химическими веществами. Многие химические вещества, применяемые для художественной обработки металлов, при неосторожном обращении с ними могут привести к несчастным случаям: ожогам, поражению слизистой оболочки глаз и органов дыхания, общему отравлению организма.
К особо опасным относятся: пары синильной, азотной, соляной кислот; газообразные фтор, бром, мышьяковистый и сурьмянистый водород, сероводород, многие органические вещества. Весьма опасными являются соли – цианиды калия, натрия, меди, серебра, золота; кислоты – азотная, серная, соляная и их водные растворы с концентрацией выше 15 процентов; щелочи – раствор едкого кали, натриевая щелочь с концентрацией выше 5 процентов; нашатырный спирт с концентрацией аммония выше 10 процентов и соединения меди.
Перечисленные вещества должны храниться в стеклянных сосудах с хорошо притертыми пробками и надписью "Осторожно – яд!". Посуда для хранения вредных химических веществ должна по своей форме и виду отличаться от всех бутылок и сосудов, применяемых в быту для хранения пищевых продуктов.
