Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wynalazki, które zmieniły świat -Metale i ich stopy -Szkło i materiały ceramiczne -Papier -Mydła i detergenty -Leki -Ropa naftowa i produkty jej przetwarzania.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wynalazki, które zmieniły świat -Metale i ich stopy -Szkło i materiały ceramiczne -Papier -Mydła i detergenty -Leki -Ropa naftowa i produkty jej przetwarzania."— Zapis prezentacji:

1 Wynalazki, które zmieniły świat -Metale i ich stopy -Szkło i materiały ceramiczne -Papier -Mydła i detergenty -Leki -Ropa naftowa i produkty jej przetwarzania -Włókna i tworzywa -Materiały wybuchowe

2 Metale i ich stopy  Metale – ciała stałe (wyjątek Hg), kowalne, ciągliwe, dają się walcować, podatne na odkształcenia, z reguły białe z srebrzystym połyskiem, bardzo dobre przewodniki prądu i ciepła  Epoka miedzi (ok. 5000r. p.n.e.) – narzędzia, broń i ozdoby  Epoka brązu (ok. 3400r. p.n.e) – stop Cu, Sn, Zn o większej twardości niż miedź  Epoka żelaza (ok. 1200r. p.n.e)

3 Stopy metali Stopy metali – mieszaniny metali i niemetali (C, Si, P, S) charakteryzują się lepszymi właściwościami fizycznymi – twardością, podatnością na odkształcanie, właściwościami chemicznymi – zwiększona odporność na korozję metali i działanie czynników chemicznych Ważniejsze rodzaje stopów metali NazwaBrązyMosiądzeStalŻeliwoDuralumi- nium Główny skład. stopu Cu ≥ 80%Cu lub ZnFe Al ok. 95% Domieszki metali i niemetali Sn ≤ 20% Zn, P, Si, Pb Czerwony ≤ 20% Zn (tombak) Żółty 20 – 60% Zn Biały 60 – 80% Zn C < 1,7%, i < 0,3% Cr, Mn, Ti, Ni C 2 – 4%, Si, Mn 3-5% Cu, 0,5-2% Mg Mn ≤ 1% Zastosowa -nie / właściwości monety, dzwony, pomniki, przewody elektryczne Tombak – biżuteria Żółty – części maszyn, okrętów i przedmiotów codziennego użytku Stal nierdzewna chromowo- niklowa 18%Cr i 8% Ni Odlewy o dużej twardości jednak kruche Stop o dużej wytrzymałoś ci i twardości o 3-krotnie lżejszy od stali

4 Procesy zachodzące w piecu hutniczym Etapy wytapiania żelaza:  Spalanie koksu w celu otrzymania energii cieplnej C + O 2  CO 2  Redukcja CO 2 do CO CO 2 + C  2 CO  Redukcja tlenków żelaza do żelaza wolnego Fe 2 O 3 + CO  2Fe O+ CO 2 FeO + CO  Fe + CO 2  Topniki CaCO 3 + SiO 2 umożliwiają usunięcie trudnotopliwych zanieczyszczeń: CaCO 3  CaO + CO 2 CaO + SiO 2  CaSiO 3 Metakrzemiany mają mniejszą gęstość niż surówka i zalegają na jej powierzchni

5 Stopy żelaza: żeliwo i stale  Surówki:  Szara zawiera od 2 do 4% C, przerabia się na żeliwo: stop twardy, kruchy, nieodporny na uderzenia, wykonuje się odlewy i obrabia się przez skrawanie, nie można walcować, kuć, spawać  Biała zawiera do 2% C, przerabia się na stal, stop podatny na kucie, walcowanie, prasowanie można spawać i poddawać skrawaniu, hartować

6 Szkło i materiały ceramiczne (1/5)  Szkło – mieszanina SiO 2 oraz :  metakrzeminów(IV) głównie wapnia i sodu (szkło sodowo- wapniowe)  tlenków metali (PbO i K 2 O – szkło kryształowe),  Szkło:  nie posiada określonej temp. topnienia, ma nieuporządkowaną strukturę krystaliczną, nie przewodzi prądu elektrycznego  daje się dowolnie formować,  otrzymuje się przez stapianie w temp. ok o C krzemionki z określonymi dodatkami (np. tlenki metali dla nadania określonej barwy lub zwiększenia współczynnika załamania światła)  Szkło kwarcowe – otrzymuje się przez stopienie czystego SiO 2 w temp o C (odporne na gwałtowne zmiany temp.)

7 Szkło cd Pierwsze szkło otrzymano w Mezopotamii ok 3500r. p.n.e.  Pierwsze szyby wytworzono w XIV wieku w kształcie owalnym – tzw. gomółki  Produkcję tafli szklanych datuje się na 1913r – szkło wyciągane (ciągnione) – szkło płaskie ciągnione jest produkowane metodą maszynowego ciągnienia masy szklanej; jest najtańsze, ale może zawierać pęcherze i odpryski  Szkło walcowane ornamentowe jest to szkło przezroczyste, którego jedna strona ma wytłoczony wzór wykonany metodą walcowania gorącej tafli szkła.

8 Szkło  Wynalezienie w 1952r. metody float było przełomem w produkcji szkła płaskiego (wylewanie masy szklanej na roztopioną cynę, pod wpływem grawitacji masa rozlewa się idealnie płasko)  Szkło produkowane tą metodą jest prawie idealnie płaskie, nie ma zniekształceń i wad optycznych.  Proces float, opracowany pierwotnie dla szkła o grubości 6 mm, pozwala obecnie na produkcję o grubości od 0,4 mm do 25 mm.  W kwietniu 2011 roku firma Asahi Glass wprowadziła na rynek szkło o grubości 0,28 mm. Miesiąc później koncern wyprodukował taflę o grubości 0,1 mm

9 Materiały ceramiczne  Rodzaje materiałów ceramicznych:  Porcelana – produkowana z najszlachetniejszych gat. kaolinu (skały ilaste będące produktem wietrzenia glinokrzemianów – kaolinit [Al 2 (OH) 4 ][Si 2 O 5 ] - skała bardzo miękka, tłusta w dotyku, barwy białej lub żółtej)  Porcelit i fajans – wyroby mniej kruche niż porcelana (talerze, naczynia, ceramika sanitarna)  Kamionka – otrzymuje się z mieszaniny gliny, kwarcu i wody, wypalony produkt pokrywa się NaCl i ponownie poddaje się wypalaniu w temp o C w celu otrzymania szklistej glazury (płytki ceramiczne ścienne i podłogowe, rury kanalizacyjne, naczynia)  Z gliny przez wypalanie w temp o C produkuje się dachówki, cegły oraz terakotę.

10 Etapy produkcji wyrobów ceramicznych  Przygotowanie mieszaniny kaolinu z wodą (kwarcem, skaleniami w przypadku kamionki)  Formowanie – nadanie kształtu mieszaninie (np. na kole garncarskim, w gotowych formach)  Suszenie w wypalanie w temp o C  Barwienie i szkliwienie – nakłada się barwnik i szkliwem i ponownie poddaje się wypalaniu w temp – 1400 o C  Gotowy wyrób ma szklistą powierzchnię i jest nieprzepuszczalny dla wody

11 Papier – papirus (1/4)  Stosowany w Egipcie (od ok. 3000r. p.n.e do XI w.), otrzymywany z łodyg Cibory papirusowej (Cyperus papyrus),  cienkie paski układano na zakład w 2-ch krzyżujących się warstwach,  po nawilżeniu pasowano i suszono  większe arkusze otrzymywano przez sklejanie brzegami za pomocą kleju z mąki z wodą oraz octu  Arkusz zapisywano tylko z jednej strony

12 Papier – pergamin i papier  Pergamin stosowany w średniowieczu  otrzymywany z wyprawianych skór zwierzęcych (cielęce, kozie, owcze)  zapisywany dwustronnie  Papier  stosowany w Chinach od ok lat temu,  pierwsze wytwórnie papieru czerpanego w Europie powstały w XII – XIII wieku (Hiszpania i Włochy)

13 Etapy produkcji papieru  Surowcem do produkcji jest celuloza (polisacharyd): słoma – 35%, drewno - 50%, bawełna – 90% celulozy  Otrzymanie masy drzewnej (ścier z drewna sosnowego) lub makulaturowej  Wymieszanie masy z wodą z oczyszczeniem (otrzymanie masy włóknistej) i bieleniem (związki chemiczne wykorzystywane w tej metodzie to najczęściej: tlen (O 2 ), ozon (O 3 ), nadtlenek wodoru (H 2 O 2 )  Maszynowe uformowanie wstęgi papierowej o wilgotności 80%  Prasowanie wstęgi w celu usunięcia wody do wilgotności 50-65%, suszenie do wilgotności 7,5-8%  Zwijanie papieru w bele (rolki)

14 Rodzaje papieru  Papier czerpany – masę papierniczą wylewa się ma sita, odsącza się zwody, aby otrzymać określoną fakturę przekłada się tkaniną o określonym splecie i poddaje się prasowaniu  Papier pergaminowy – gładki, częściowy przezroczysty, odporny w wodę i tłuszcze, otrzymuje się przez przepuszczanie przez roztwór H 2 SO 4, płukanie wodą, przepuszczenie przez roztwór Na 2 CO 3, powtórne płukanie oraz kilkukrotne prasowanie  Celofan – bezbarwny lub barwiony, otrzymuje się z wiskozy (celuloza poddana działaniu NaOH i CS 2 ) nasączonej glicerolem (gliceryną)  Papier celulozowy – papier nie poddany procesowi bielenia (barwy szarej, brązowej, żółtawej)  Papier kredowy - papier powlekany cienką warstwą mieszaniny białego pigmentu mineralnego (zazwyczaj siarczanu baru i kaplinu) oraz kleju; charakteryzuje się obniżoną wsiąkliwością.

15 Mydła i detergenty  Detergenty – substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe wody  Saponiny – substancje o podobnym działaniu do detergentów  występ. np. w korzeniach Mydlnicy lekarskiej, skórce łodyg i łupinach owoców kasztanowca, naparstnicy, jukki, aloesu)  wykazują zdolność obniżania napięcia powierzchniowego roztworów wodnych  pienią się w wodzie jak mydło (szczególnie dobrze w ciepłej), dlatego organy roślinne bogate w saponiny stosowano jako namiastkę mydła, do prania

16 Mydła i detergenty oraz kosmetyki  Substancje mydłopodobne otrzymano ok lat temu z tłuszczów zwierzęcych i roślinnych oraz popiołu, wynalezienie mydła przypisuje się Fenicjanom,  Obecnie mydła otrzymuje się w procesie zmydlania tłuszczów mocnym zasadami (NaOH – mydła sodowe, KOH – mydła potasowe), proces przebiega wg schematu: Tłuszcz + zasada  mydło + glicerol (w podwyższonej temp.)  Pierwsze kosmetyki wytwarzano w Egipcie (ok. 3500r. p.n.e.) – PbCO 3 – filtr przeciwsłoneczny, oleje roślinne aromatyzowane cynamonem, mirrą  Do dalszego rozwoju produkcji kosmetyków doszyło po wynalezieniu destylacji i enfleurage – pochłaniania zapachów przez substancje tłuszczowe.  Od końca XIXw. stosuje się nadal substancje naturalne (ambra, piżmo) sztuczne i syntetyczne odpowiedniki substancji naturalnych

17 Leki  Ograniczone działanie kwasu salicylowego HO-C 6 H 4 -COOH znano w Egipcie (1500r. p.n.e.), wyodrębniono go soku (salicyna) kory wierzby  W 1853r otrzymano kwas acetylosalicylowy, w 1899r wprowadzono do sprzedaży jako aspirynę (ester kwasu octowego i kwasu salicylowego) – lek przeciwbólowy i przeciwgorączkowy  W 1928 r. odkryto penicylinę co spowodowało wzrost skuteczności w lecznictwie chorób infekcyjnych  W XX wieku – leki „projektuje się” w oparciu o znajomość mechanizmu działania określnych związków lub grup funkcyjnych na określone czynniki chorobotwórcze, leki są skuteczniejsze i mają działanie selektywne

18 Paliwa ropopochodne  Substancje (smoły, asfalty) stosowano w Mezopotamii do izolacji przeciwwodnych oraz w Grecji do pocisków zapalających (greckie ognie)  Ignacy Łukaszewicz w 1853r. przeprowadził pierwszy proces destylacji ropy naftowej, skonstruował lampę naftową, od tego momentu zapoczątkowany został rozwój przemysłu naftowego:  produkcja paliw płynnych i gazowych  produkcja materiałów do nawierzchni dróg i materiałów izolacyjnych w budownictwie  produkcja kosmetyków na bazie parafiny i wazeliny  produkcja tworzyw sztucznych (polimerów i polikondensatów), oraz innych surowców chemicznych

19 Włókna i tworzywa  Włókna – podstawowa jednostka struktury materiałów, cechą charakterystyczną jest znaczna długość i niewielki przekrój  Włókna wstępują w materiałach naturalnych (wełna, len, bawełna) i jak sztucznych tj. polimery i polidondensaty  Najstarszym tworzywem sztucznym jest bakelit (1909r.)- oparte na żywicy fenolowo-formaldehydowej, dobry izolator, twardy, kruchy, niepalny, oporny chemicznie, stosowany do produkcji obudowy radioodbiorników, telefonów  Najstarszym termoplastem jest celuloid – XIXw [azotan(V) celulozy], stosowany w produkcji zabawek, taśm filmowych, błon fotograficznych, łatwopalny

20 Tworzywa sztuczne specjalne a sport  PMMA – poli(metakrylan metylu): twardy, bezbarwny, stosowany do produkcji okularów sportowych  PTFE – tefon: produkcja tkanin wodoodprnych i wiatroszczelnych, pokryć dachowych obiektów sportowych  Poliestry – tkaniny lżejsze do tkanin bawełnianych, o dużej elastyczności i mniejszej chłonności wody, produkcja odzieży sportowej  Poliamidy – lekkie, mocne i odporne obuwie sportowe  Włókna węglanowe i szklane – duża elastyczność, mała masa, produkcja tyczek do skoków, kadłubów sprzętu wodnego

21 Materiały wybuchowe  Materiał wybuchowy – związek chemiczny i mieszanina związków ulegająca gwałtownej reakcji egzoenergetycznej z wydzieleniem dużej ilości produktów gazowych i energii cieplnej co skutkuje wzrostem ciśnienia i powstaniem fali uderzeniowej  Proch czarny – mieszania węgla drzewnego, siarki i KNO 3, wynaleziony w Chinach w IX w. n.e., w Europie znany od XIII w., stosowany jako materiał kruszący i miotający, produktami wybuchu są N 2, CO 2, K 2 CO 3, K 2 SO 4, K 2 S, (NH 4 ) 2 CO 3.  Proch bezdymny - proch nitrocelulozowy wynaleziony w XIX w., który podczas spalania wytwarza wyłącznie lub głównie produkty gazowe (np. N 2, H 2, H 2 O, CO i CO 2 ), używany jako ładunek miotający do broni strzeleckiej i broni artyleryjskiej, ma znacznie większą siłę wybuchu od prochu czarnego (dymnego) i w znacznej mierze go wyparł

22 Materiały wybuchowe  Triazotan(V) glicerolu – ester kwasu azotowego(V) i glicerolu (błędna nazwa nitrogliceryna), otrzymana w 1847r.  Oleista ciecz o jasnożółtej barwie, ławo ulegająca rozkładowi w wyniku wstrząsu, uderzenia lub ogrzania, produkty rozkładu CO 2, N 2, H 2 O, O 2  Dynamit - materiał wybuchowy wynaleziony przez Alfreda Nobla (opatentowany w 1867 roku), początkowo zawierał 75% nitrogliceryny i 25% ziemi okrzemkowej.


Pobierz ppt "Wynalazki, które zmieniły świat -Metale i ich stopy -Szkło i materiały ceramiczne -Papier -Mydła i detergenty -Leki -Ropa naftowa i produkty jej przetwarzania."

Podobne prezentacje


Reklamy Google