Курсовая с практикой на тему Сравнительный анализ кристаллических тел: селен и цинк

Содержание:

Введение 2
1. Общая характеристика селена 5
1.1 Общие сведения и методы получения 5
1.2 Физические свойства 6
1.3 Аллотропные модификации селена 8
1.4 Основные минералы селена 10
1.4.1 Берцелианит 10
1.4.2 Науманнит 11
1.4.3 Клаусталит 13
1.4.4 Халькоменит 15
2. Общая характеристика цинка 17
2.1 Общие свойства цинка 17
2.2 Физические свойства 17
2.3 Основные минералы цинка 20
2.3.1 Сфалерит (цинковая обманка) 20
2.3.2 Цинкит 23
2.3.3 Виллемит 25
2.3.4 Гемиморфит 27
3. Сравнительный анализ селена и цинка 29
Заключение 31
Список использованной литературы 32

Введение:

Впервые селен начали применять в керамической и стекольной промышленности. Об этом нам говорит «Справочник по редким металлам» 1965 года издания.
Селен добавляется в стеклянную массу с целью обесцвечивания стекла, устранения зеленоватого оттенка, который даёт примесь соединений железа. Для получения рубинового стекла в стекольной промышленности используется соединение селена и кадмия (кадмоселит CdSe). В производстве керамики кадмоселит придаёт ей красный цвет, а также окрашивает эмали.
Немного селена используется в качестве наполнителя в резиновой промышленности, а также в сталелитейной – для того, чтобы полученные сплавы имели мелкозернистую структуру.
Большинство полупроводниковой техники изготавливается с использованием селена. Это и стало главной причиной роста стоимости такого вещества, как селен.
Спрос на селен (цена тому подтверждение) падает из-за высокого предложения. Вещество также широко используется при производстве фототехники.
Основными сферами применения цинка являются:
Производство оцинкованной стали. Этой сфере соответствует половина (50%) от всего объема использования цинка.
Изготовление бронзы и латуни. На эту сферу приходится примерно 20-25%.
Изготовление сплавов на основе цинка.
Производство химикатов. Самая маленькая по своему объему сфера расходования (всего 10%).
В случае легирования, вышеперечисленные свойства существенно улучшаются. Поэтому очень часто цинк используют во время изготовления сплавов на основе алюминия, меди, свинца и латуни.
У цинка есть несколько марок. В зависимости от них металл может использоваться:
Для оцинковки стали.
Для изготовления цинковых сплавов.
Для производства полуфабрикатов из цинка.
Для изготовления цинковых соединений.
Наиболее востребованными в строительстве и промышленности являются цинковые листы. Они бывают разными по толщине. Толщина самого тонкого листа может составлять 0,15 мм, а самого толстого – 1,5 мм и более.
Цинковые листы часто используются при производстве оцинкованной посуды, сточных желобов и обычных труб.
А так же цинковые листы хорошо применяют для изготовления печатных форм для типографии, для изготовления химических источников тока и кровельного покрытия [2].
Кроме этого, наиболее широкое распространение получили цинксиликатные и цинкполимерные материалы. Содержание цинка в них может достигать 98%. Эти материалы наносятся на строительные конструкции с помощью специальных установок лакокрасочного покрытия. В результате получается очень прочное покрытие с отличными изолирующими характеристиками.
Особое распространение цинковое покрытие получило у изделий, которые в дальнейшем должны эксплуатироваться в условиях агрессивной среды. То есть покрытие цинком с успехом применяют для эксплуатации изделий в условиях моря, реки, озера, пластовой и подтоварной воды, при воздействии на них слабощелочных растворов, а так же в условиях атмосферы. Цинковые покрытия нашли свое применение в строительстве танков, морских судов, трубопроводов, морских платформ и во многих других конструкциях.
С помощью напыления цинкосодержащих красок на самих строительных объектах обрабатываются сварные швы.
На протяжении долгих лет цинк используется в строительстве для защиты железа от коррозии. Эта процедура получила название «оцинкование».
Цель данной работы — провести сравнительный анализ кристаллических тел селен и цинк.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Дать общую характеристику селену
2. Охарактеризовать цинк.
3. Провести сравнительный анализ селена и цинка.

Заключение:

Кристаллография зародилась в древности и развивалась в тесной связи с минералогией как наука, устанавливающая законы огранения кристаллов.
Наблюдение и измерение огранения кристаллов, установление законов огранения — предмет геометрической кристаллографии. На основе геометрической кристаллографии возникла гипотеза об упорядоченном, трёхмерно-периодическом расположении в кристалле составляющих его частиц, в современном понимании — атомов и молекул, которые образуют кристаллическую решетку. Структурная кристаллография исследует атомно-молекулярное строение кристаллов методами рентгеноструктурного анализа, электронографии, нейтронографии, электронной микроскопии.
Симметрийные и структурные закономерности, изучаемые кристаллографией, находят применение в рассмотрении общих закономерностей строения и свойств конденсированного состояния вещества: аморфных тел и жидкостей, полимеров, биологических макромолекул, надмолекулярных структур и т. п. Этим занимается обобщенная кристаллография. Изучать кристаллы – это значит изучать почти все окружающие нас тела. Изучением строения и свойств кристаллов занимаются такие науки, как физика, химия.
Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Кристаллы характеризуются значительными силами межмолекулярного взаимодействия.
Они имеют правильную геометрическую форму, которая является результатом упорядоченного расположения частиц, составляющих кристалл. Регулярное расположение частиц с периодической повторяемостью в трех измерениях, называется пространственной (кристаллической) решеткой.

Фрагмент текста работы:

1. Общая характеристика селена
1.1 Общие сведения и методы получения

Селен (Se) — химический элемент который имеет темно-серый цвета и коричневый оттенок. Его обнаружил Берцелиус в 1817 г. среди отходов на сернокислотном производстве. У нового вещества было много сходных свойств с теллуром, поэтому он получил название селен (с древнегреческого Луна) поскольку является «спутником» теллура, который был открыт до него и свое название получил от Земли.
Земная кора содержит 6*10~5% (по массе). Тогда как морская вода в своем составе имеет 0,004 мг/л селена.
Чрезвычайной редкостью является добыть чистый селеновый минерал. Селеновые минералы представлены: берцелианитом CuSe, тиеманитом HgSe, науманнитом Ag2Se, клаусталитом PbSe, онофритом Hg(Se, S), халькоменитом CuSe03-2H20. Встречается описание самородного селена. Описан самородный селен. К сожалению минералы селена не нашли своего практического применения[1].
Поскольку селен это аналог и спутник серы, его небольшое количество можно встретить в составе сульфидных минералов таких металлов как медь, цинк, свинец, а также как примесь в составе самородной серы.
В промышленных масштабах селен стали производить в начале двадцатого столетия. Основные источники при производстве селена это шламы медеэлектролитного завода, сернокислотное и целлюлозно-бумажное производство. В составе шлама селен можно встретить также как и серу, теллур, тяжелые и благородные металлы. Чтобы получить селен шлам подвергают различным воздействиям: фильтрация, окислительный обжиг (порядка 700°С), нагревание с концентрированной серной кислотой. В результате реакции образуется окись селена Se02 улавливание, которого происходит посредством скрубберов или электрофильтров. Оксидом серы (S02) происходит восстановление технического селена из его растворов до элементарного вида. Также применяется процесс окислительного спекания шлама и соды, после чего выщелачивается селенит и селенат натрия в водной среде. После этого используя оксид серы (S02) происходит восстановление элементарного селена.
В составе технического селена 97,5—99% Se. Для того, чтобы получить высокочистый селен его дистиллируют в безвоздушной среде, проводят перекристаллизацию, сульфитно-циклический метод обработки.
Посредством окислительно-восстановительного метода получают чистейший селен высокого качества 99,999 %. Используя зонную плавку, увеличиваю количество селена до 99,9999 %.
Но самый чистый селен может быть получен при температурной диссоциации селеноводородных соединений (H2Se). Известны три марки технического селена СТО, СТ1, СТ2, из которого получают чистый селен.
Вид технического селена поставляемого в промышленное производство может быть нескольких видов — порошкообразный, в виде слитков, гранулированный, все зависит от способа применения.