Курсовая работа: Никель и его карбонил
Курсовая работа: Никель и его карбонил
МІНІСТЕРСТВО
ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. В. Н.
Каразіна
Кафедра
неорганічної хімії
Нікель та
його карбоніл
Курсова робота
студента гр.Х-113
хімічного факультету
КОЛІСНИК ОЛЕКСІЯ
ВАСИЛЬОВИЧА
Науковий керівник
к. н. х. доцент С. М.
Кийко
ХАРКІВ 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Вступление
1.Литературный обзор
1.1 Распространение в природе
1.2 Физические свойства
1.3 Химические свойства
1.4 Сплавы никеля
1.5 Применение чистого никеля
2. Экспериментальная часть
2.1 Карбонил никеля: получение и свойства
2.2 Применение карбонила никеля в промышленности
2.3 Получение тетракарбонила никеля в лаборатории
3. Техника безопасности
Заключение
Список литературы
РЕФЕРАТ
Обсяг курсової
роботи складає 35 сторінок. Робота має три розділи і 9 джерел.
Об’єктом
дослідження є хімічний елемент Нікель та його карбоніл. Метою даної роботи є
розгляд і вивчення основних фізичних і хімічних властивостей нікелю та методи
його застосування в промисловості і техніці. Також розглянуто властивості
тетракарбонілу нікелю, метод синтезу цієї речовини в лабораторії і технологічні
процеси, які базуються на використанні карбонілу нікелю.
Для синтезу
тетракарбонілу нікелю потрібні такі речовини як форміат нікелю, оксид ртуті, а
також джерела водню і оксиду вуглецю (ІІ). Прилади і посуд, необхідні для
проведення роботи, описані в експериментальній частині роботи.
Описаний метод
синтезу карбонілу нікелю використовується у промисловості для отримання хімічно
чистого нікелю і в інших технологічних процесах.
НІКЕЛЬ,
ВЛАСТИВОСТІ НІКЕЛЯ, ВИКОРИСТАННЯ НІКЕЛЯ, АКУМУЛЯТОР ЕДІСОНА, СПЛАВИ НІКЕЛЯ,
ТЕТРАКАРБОНІЛ НІКЕЛЯ, ПРОЦЕС МОНДА
РЕФЕРАТ
Объем курсовой работы
составляет 35 страниц. Работа имеет три раздела и
9 источников.
Объектом исследования
есть химический элемент Никель и его карбонил. Целью данной работы есть
рассмотрение и изучение основных химических и физических свойств никеля и
методы его применения в промышленности и технике. Также рассмотрено свойства
тетракарбонила никеля, метод его синтеза этого вещества в лаборатории и
технологические процессы, которые базируются на использовании карбонила никеля.
Для синтеза
тетракарбонила никеля нужны такие вещества как формиат никеля, оксид ртути, а
также источники водорода и оксида углерода (ІІ). Приборы и посуда, необходимые для проведения работы,
описаны в экспериментальной части работы.
Описанный метод синтеза
карбонила никеля используется в промышленности для получения химического
чистого никеля и в других технологических процессах.
НИКЕЛЬ, СВОЙСТВА НИКЕЛЯ,
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИКЕЛЯ, АККУМУЛЯТОР ЭДИСОНА, СПЛАВЫ НИКЕЛЯ, ТЕТРАКАРБОНИЛ НИКЕЛЯ,
ПРОЦЕСС МОНДА
Вступление
Основой современной
техники являются металлы и металлические сплавы. Разнообразные требования к
металлическим материалам возрастают по мере развития новых отраслей техники.
В наше время все более
широко используется атомная энергия в мирных целях, реактивная техника. Эти отрасли
смогли получить толчок к развитию только после того, как были созданы и внедрены
специальные жаропрочные сплавы. Прогрессивно развивающиеся отрасли промышленности
— химическая, нефтяная, машиностроение, транспорт и другие основываются на широком
применении высокопрочных железных, никелевых и других сплавов. Среди главнейших
в современной технике металлов никелю принадлежит одно из первых мест. Хотя по
распространенности в природе никель занимает среди металлов только тринадцатое
место, однако по степени его значения в технике он стоит наравне с железом,
алюминием, хромом и другими важнейшими металлами. Никель обладает ценными
химическими и высокими механическими свойствами.
Благодаря хорошей
пластичности из никеля можно получать разнообразные изделия методом деформации
в горячем и холодном состоянии. Основным объектом применения никеля являются
металлические сплавы. В этих сплавах никель является или основой, или одним из
важных легирующих элементов, придающих сплавам те или иные необходимые свойства.
Не случайно, что в течение многих лет в общем потреблении никеля расход его в качестве
сплавов или легирующего элемента составляет более 80%. Остальная часть никеля применяется
в чистом виде (8%) и для никелевых защитных покрытий (около 10%).
Важное значение имеют
некоторые соединения никеля. Например, оксид никеля(Ш) применяется для
изготовления железоникелевых и кадмиево-никелевых аккумуляторов, а карбонил
используют для получения чистого металла.
В качестве сплавов никель
нашел широкое применение в виде жаропрочных, кислотостойких, магнитных материалов,
сплавов с особыми физическими свойствами. Особенно большое значение имеет
применение никеля в качестве легирующего элемента в специальных сталях и
сплавах.
Высокодисперсный никель
(никель Ренея) – очень активный катализатор гидрирования органических соединений,
в частности жиров.
Важной задачей является
получение чистого никеля, не содержащего примесей. Конечное отделение никеля от
других металлов часто осуществляют в виде карбонила Ni(CO)4. Это
довольно простой способ, при котором получают никель высокой чистоты (до
99,99%). Полученный таким способом металл не требует дополнительной очистки
электролизом. В промышленности таким методом отделяют никель от меди из конверторного
пека (процесс Монда). Полученный продукт содержит 99,8% Ni.
В даной работе мы
рассмотрели физические и химические свойства никеля, промышленные способы его
добычи и очистки, свойства и применение химически чистого металлического никеля
и его сплавов с другими металлами. Также мы изучили и описали свойства и метод
получения тетракарбонила никеля, который является веществом, с помощью которого
получают никель очень высокой чистоты.
1.Литературный обзор
1.1 Распространение в
природе
Никель - элемент земных
глубин (в ультраосновных породах мантии его 0,2%по массе). Существует гипотеза,
что земное ядро состоит из никелистого железа; в соответствии с этим среднее
содержание никеля в земле в целом по оценке около 3%. В земной коре, где никеля
3,2 * 10-3% (в мольных долях), он также тяготеет к более глубокой,
так называемой базальтовой оболочке. Ni в земной коре - спутник Fe и Mg, что
объясняется сходством их валентности (II) и ионных радиусов; в минералах
двухвалентных железа и магния никеля входит в виде изоморфной примеси. Собственных
минералов никеля известно 53 (важнейшие из них: кобальтин CoAsS (кобальтовый
блеск), железоникелевый колчедан (Fe, Ni)9S8, никелин
NiAs); большинство из них образовалось при высоких температурах и давлениях, при
застывании магмы или из горячих водных растворов. Месторождения никеля связаны с
процессами в магме и коре выветривания. Промышленные месторождения никеля
(сульфидные руды) обычно сложены минералами никеля и меди. На земной поверхности,
в биосфере никель - сравнительно слабый мигрант. Его относительно мало в
поверхностных водах, в живом веществе. В районах, где преобладают
ультраосновные породы, почва и растения обогащены никелем. Никель в нечистом виде
впервые получил в 1751 шведский химик А. Кронстедт, предложивший и название элемента.
Значительно более чистый металл получил в 1804 немецкий химик И. Рихтер.
Название никель происходит от минерала купферникеля (NiAs), известного уже в 17
в. и часто вводившего в заблуждение горняков внешним сходством с медными рудами
(нем. Kupfer - медь, Nickel - горный дух, якобы подсовывавший горнякам вместо руды
пустую породу). С середины 18 в. никель применялся лишь как составная часть
сплавов, по внешности похожих на серебро. Широкое развитие никелевой
промышленности в конце 19 в. связано с нахождением крупных месторождений
никелевых руд в Новой Каледонии и в Канаде и открытием "облагораживающего"
его влияния на свойства сталей. История происхождения никеля и нахождения его в
природе имеет большое познавательное значение. Никелъ и его аналоги — железо и
кобальт — не только встречаются в недрах Земли, но и являются основными
составляющими космических тел, попадающих на нашу планету в виде отдельных
осколков — метеоритов или аэролитов. Эти тела, издавна известные как метеоритное
железо, являются в основном сплавами железа с разным содержанием никеля и
кобальта. Поэтому историю никеля можно рассматривать не только как историю
происхождения и распределения его в геосферах Земли, но и как историю космоса и
историю происхождения метеоритов. Она может быть прослежена начиная от недр
Земли, ее различных глубинных геосфер и кончая метеоритами. Результаты
исследовании метеоритов могут быть сопоставлены с новейшими исследованиями синтетических
никелевых сплавов, в какой-то степени повторяющих природные химические составы железо-никелевых
сплавов, входящих в основу метеоритных железных сплавов. Таким образом, никель
является одним из древнейших металлов, обнаруженных совместно с железом в
самородном состоянии, а также в виде различных минеральных образований. В своем
знаменитом труде «Опыт описательной минералогии» В. И. Вернадский уделил много
внимания описанию самородных элементов. Он впервые подробно осветил вопрос о
самородном железе и самородных сплавах железа с никелем.
Используемые в промышленном
производстве никелевые руды подразделяются на сульфидные медно-никелевые и
силикатные. В сульфидных медно-никелевых рудах главными минералами являются
пентландит, миллерит, халькопирит, кубанит, пирротин, магнетит, нередко
сперрилит. Месторождения этих руд принадлежат к магматическим образованиям,
приуроченным к кристаллическим щитам и древним платформам. Они располагаются в
нижних и краевых частях интрузий норитов, перидотитов, габбродиабазов и др.
пород основной магмы. Образуют залежи, линзы и жилы сплошных богатых и зоны менее
богатых вкраплённых руд, характеризуемые различным соотношением пентландита к
сульфидам меди и пирротину. Широким распространением пользуются вкрапленные, брекчиевидные
и массивные руды. Содержание никеля в сульфидных рудах колеблется в пределах от
0,3 до 4% и более; соотношение Cu: Ni варьирует от 0,5 до 0,8 в слабомедистых и
от 2 до 4 в высокомедистых сортах руд. Кроме Ni и Cu, из руд извлекается
значительное количество Со, а также Au, Pt, Pd, Rh, Se, Te, S. Месторождения
медно-никелевых руд известны в Росси в районе Норильска и в Мурманской области
(район Печенги), в Канаде и Южной Африке. Силикатные никелевые руды
представляют собой рыхлые и глиноподобные породы коры выветривания
ультрабазитов, содержащие никель (обычно не менее 1%). С корами выветривания
серпентинитов площадного типа связаны руды, в которых никельсодержащими
минералами являются: нотронит, керолит, серпентин, гётит, асболаны. Эти
никелевые руды характеризуются обычно невысоким содержанием Ni, но значительными
запасами. С корами выветривания трещинного, контактово- карстового и линейно-площадного
типов, формирующимися в сложных геологотектонических и гидрогеологических
условиях, связаны более богатые руды. Главными минералами в них являются гарниерит,
непуит, никелевый керолит, ферригаллуазит. Среди силикатных руд выделяются железистые,
магнезиальные, кремнистые, глинозёмистые разности, обычно смешивающиеся для
металлургической переработки в определённых соотношениях. Механическому обогащению
никелевые руды не поддаются. В силикатных минералах содержится кобальт при
соотношении Со: Ni порядка 1: 20 - 1: 30. В некоторых месторождениях совместно
с силикатными никелевыми рудами залегают железо-никелевые руды с высоким
содержанием Fe (50-60%) и Ni (1-1,5%). Никелевые месторождения выветривания известны
в России на Среднем и Южном Урале, на Украине. Среди западных стран по размерам
добычи никелевых минералов выделяются Канада и Новая Каледония.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5 |