Какие металлы плавают в воде?
Есть три металла, плотность которых меньше плотности воды, это литий (0,534 кг/м^3), натрий (0,97 кг/м^3), калий (0,86 кг/м^3). Но они слишком активные по отношению к воде, поэтому реагируют с ней с образованием газообразного водорода (натрий — бурно, калий — очень бурно, литий — с умеренной скоростью). Этот водород образует пузырьки, которые облепляют поверхность металла, и создаётся впечатление, что брошенный в воду кусочек металла плавает именно из-за выделения водорода. Но если бы удалось предотвратить взаимодействие этих металлов с водой, то мы бы увидели, что эти металлы плавают в воде даже без всякого выделения водорода, так как они легче воды.
Вопрос, конечно, интересный и многогранный. Смотря с какой позиции к нему подойти. С одной стороны, любой металл имеет удельный вес больший, чем удельный вес воды, поэтому просто обязан в воде тонуть. С другой стороны, не очень охотно тонут стальные пароходы, катера, алюминиевые лодки. Да и просто металлический тазик или ведро бывает не так просто утопить. Конечно, это связано в конфигурацией донных предметов, при которой основной объем состоит не из металла, а из воздуха, в итоге суммарная плотность этих изделий получается гораздо меньше, здесь вступает в силу закон Архимеда. Но есть и металлы, которые при некоторых условиях могут не тонуть в воде даже в виде слитка. Примером такого казуса может служить металлический натрий. Если его опустить в воду в плотной упаковке, например, из полиэтилена, то он потонет. А вот если кинуть его в воду в открытом виде, то он будет не только плавать, но и шустро бегать по поверхности воды. Причина в том, что при контакте с водой начинается бурная реакция с выделением большого количества тепла и водорода. И под кусочком натрия возникает своего рода воздушная подушка, которая и удерживает его на поверхности. (При экспериментах будьте осторожны, возможны химические и термические ожоги и другие травмы, так как выделяющийся водород в смеси с воздухом часто взрывается при воспламенении от кусочка натрия, раскалившегося в ходе химической реакции).
«любой металл имеет удельный вес больший, чем удельный вес воды». Нет, это неверно. По крайней мере три металла легче воды,причем один — вдвое! — 3 года назад
Удельный вес металлов лития, калия и натрия меньше удельного веса воды в 2, в 1,25 и в 1,04 раза соответственно.
Новости
Металл, который может плавать на поверхности воды
Радикально новый материал может привести к созданию нетонущих кораблей, а также может повысить экономию топлива в сверхлёгких автомобилях, поскольку сочетает в себе лёгкий вес с термостойкостью.
Исследователи продемонстрировали новый тип металла, настолько лёгкий, что он может плавать на поверхности воды.
Материал был создан Deep Springs Technology и политехнической Инженерной школой Нью-Йоркского университета совместно с армией США.
Новый материал представляет собой синтактическую пену (композит, наполнителем в котором являются полые сферические частицы) с металлической матрицей. Способность металлов выдерживать более высокие температуры может быть огромным преимуществом таких композитов для применения в двигателях и компонентах выхлопных газов.
Матрица композита представляет собой магниевый сплав, армированный полыми частицами карбида кремния. Композит имеет плотность 0,92 г/см 3 по сравнению с плотностью воды 1,0 г/см 3 .
Кроме более низкой, по сравнению с водой, плотности, новый композит достаточно прочный, чтобы выдерживать жесткие условия, с которыми сталкиваются в морской среде. Секрет прочности материала кроется в металлической матрице, которая затем превращается в пену добавлением в неё прочных и лёгких полых сфер из карбида кремния. Оболочка каждой сферы может выдерживать давление более 25000 фунтов на квадратный дюйм (PSI), что в 100 раз больше максимального давления в пожарном шланге. Полые частицы также действуют как защита от ударов, поскольку каждая оболочка при разрыве действует как поглотитель энергии.
Плотность и другие свойства новых композитов могут меняться в зависимости от требований к материалу, это легко делается увеличением или уменьшением количества сфер в металлической матрице.
Такая концепция изготовления материала также может быть использована с другими, негорючими магниевыми сплавами.
Прототипы нового композита могут появиться для испытаний в течение трех лет.
В будущем новый композит имеет все шансы использоваться для полов лодок, автомобильных деталей, а также автомобильной брони.
В воде не тонет — какой металл настолько легкий, что может плавать в любой жидкости (4 фото + видео)
Из 118 элементов, представленных в основной химической таблице, начатой Дмитрием Менделеевым, к металлам относят более 90 элементов. Это обстоятельство позволило сравнивать, анализировать их свойства и характеристики.
Многолетние опыты показали, что металлы разительно отличаются друг от друга. Это позволило ученым поделить их на локальные группы, вещества в которых имеют схожие признаки, а значит, могут использоваться в определенных условиях.
Кроме щелочных, легких, щелочноземельных металлов и тех, что входят в группы лантаноидов, актиноидов и полуметаллов, есть переходные. Но и те, что находятся в смежных группах, иногда обладают схожими свойствами.
В воде литий не тонет, но, как и все щелочи, вступает в реакцию
Так, к легким металлам относятся 7 элементов: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi. Но по признаку твердости, плотности, температуры плавления или кипения, а также электроотрицательности, некоторые металлы могут посоревноваться с «легкоатлетами», например скандий, стронций и литий.
Неофициальное соревнование
Это сравнение, конечно, не воспринимается химиками, но для тех, кто занимается химией на любительском уровне, за «фактор легкости» можно принять плотность веществ и посмотреть какой металл действительно самый легкий на планете.
Итак, плотность стронция 5,7 г/см3, у скандия этот показатель значительно ниже — 2,99 г/см3, алюминий и того легче, он занимает 2,7 г/см3. Просматривая данную характеристику каждого металла, можно обнаружить, что самым незначительным по плотности, а значит, легким, является литий.
Литий горит ярким алым пламенем
Немного о победителе
Плотность лития 0,53 г/см3. Это значение почти в 2 раза ниже, чем у обычной не перенасыщенной различными изотопами воды. От чего даже большой кусок данного металла со сторонами 5х5 см не будет весить и 50-ти грамм. Для сравнения — примерно то же количество железа весило бы около 700 грамм, что в 14 раз больше.
В отличие от участников «гонки» литий режется гораздо хуже. Но в первые минуты после нарушения целостности куска, можно увидеть металлический блеск, который за секунды тускнеет, вступая в реакцию с воздухом. Во время взаимодействия с О2 образуется нитрид и оксид лития.
Mеталл используют для производства литиевых и литий-ионных батарей
Плотность лития мала, ее можно сравнить по плотности с сухой веткой. Поэтому в любой жидкости даже достаточно крупный кусок металла будет всплывать.
Если сравнить 1 грамм лития и грамм самого плотного металла осмия можно наглядно увидеть разницу. Грамм лития будет намного больше, примерно в 40 раз. Поэтому плотность твердых веществ можно сравнивать даже по внешнему виду.
Литий, входящий в группу щелочных металлов, взаимодействует с водой. На поверхности появляются пузырьки — водород, который можно поджечь. Получается достаточно увлекательное зрелище – плавающий металл, который горит алым пламенем прямо в воде. Ровно также ярко и активно литий горит в воздухе.
Применяют его в литиевых аккумуляторах, в виде кобальтата, добавляя примеси других добавок. Зону применения обусловили электрохимические характеристики. Такой аккумулятор выдает большое напряжение. Однако из-за высокой цены ученые ищут ему столь же эффективный аналог.
Источник http://www.bolshoyvopros.ru/questions/3202783-kakie-metally-plavajut-v-vode.html
Источник https://worldofmaterials.ru/264-metall-kotoryj-mozhet-plavat-na-poverkhnosti-vody
Источник https://nlo-mir.ru/chudesa-nauki/v-vode-ne-tonet.html
