Свинец представляет собой элемент четвертой группы главной подгруппы соответствующей таблицы элементов. Свинец в простом виде – это легкоплавкий металл ковкого типа белого цвета с серебристым оттенком и синеватым отливом.
Данный вид материалов используется многие тысячелетия, так как он легко добывается, отлично обрабатывается и распространен во всех уголках мира. Хотя самородный свинец встречается очень редко, он широко распространен в составе разнообразного вида других пород. Примерно около восьмидесяти разного вида пород имеют в своем составе свинец.
Плотность чистых металлов
| Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
| Алюминий | 2700 |
| Бериллий | 1840 |
| Ванадий | 6500-7100 |
| Висмут | 9800 |
| Вольфрам | 19300 |
| Галлий | 5910 |
| Гафний | 13090 |
| Германий | 5330 |
| Золото | 19320 |
| Индий | 7360 |
| Иридий | 22400 |
| Кадмий | 8640 |
| Кобальт | 8900 |
| Кремний | 2550 |
| Литий | 530 |
| Магний | 1740 |
| Медь | 8940 |
| Молибден | 10300 |
| Марганец | 7200-7400 |
| Натрий | 970 |
| Никель | 8900 |
| Олово | 7300 |
| Палладий | 12000 |
| Платина | 21200-21500 |
| Рений | 21000 |
| Родий | 12480 |
| Ртуть | 13600 |
| Рубидий | 1520 |
| Рутений | 12450 |
| Свинец | 11370 |
| Серебро | 10500 |
| Талий | 11850 |
| Тантал | 16600 |
| Теллур | 6250 |
| Титан | 4500 |
| Хром | 7140 |
| Цинк | 7130 |
| Цирконий | 6530 |
Таблица удельного веса магния
Так как, магний является сложным материалом, рассчитать его удельный вес в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом средний удельный вес магния известен и равен 1,74 г/см3.
Для упрощения подсчетов ниже представлена таблица с значениями удельного веса магния, а также его веса в зависимости от единиц исчисления.
Удельный вес и вес магния в зависимости от единиц измерения
| Материал | Удельный вес (г/см3) | Вес куба (кг) |
| Магний | 1,74 | 1740 |
Плотность черных металлов
| Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
| Сталь 10 ГОСТ 1050-88 | 7856 |
| Сталь 20 ГОСТ 1050-88 | 7859 |
| Сталь 40 ГОСТ 1050-88 | 7850 |
| Сталь 60 ГОСТ 1050-88 | 7800 |
| С235-С375 ГОСТ 27772-88 | 7850 |
| Ст3пс ГОСТ 380-2005 | 7850 |
| Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-79 | 7000 |
| Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-85 | 7200 |
| Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-85 | 6800 |
| Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-85 | 7100 |
| Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-85 | 7300 |
Показатели удельного веса других металлов
Удельный вес – показатель, являющийся неотъемлемой характеристикой и других металлов.
На удельный вес серебра влияет проба сплава. При добавлении в него других металлов (медь, никель) удельный вес и плотность теряются. Так, плотность меди составляет 8,93 г/см3, никеля – 8,91 г/см3. Все значения рассчитываются по формулам.
Вас может заинтересовать: Золото и платина: что дороже?
Серебро – такой же благородный металл, как и золото. Его удельный вес составляет 10,5 г/см3. Плавится оно при температуре 960 градусов. Основными физическими характеристиками серебра являются:
- устойчивость к коррозии;
- низкая сопротивляемость;
- повышенная светоотражаемость.
Несмотря на природную мягкость, серебро обладает высокой плотностью и удельным весом.
Титан – цветной металл бело-серебристого оттенка. Он обладает высокой прочностью, хоть и легкий на вес. Так, он в 12 раз прочнее алюминия и в 4 раза – меди и железа. По степени нахождения в земной коре титану отводится четвертое место среди остальных.
Низкий удельный вес титана – 4,505 г/см3 более соответствует щелочным металлам. На его поверхности образуется оксидная пленка, которая препятствует образованию коррозии.
Цинк – также цветной металл бело-синеватого оттенка. Обладает средней твердостью и начальной температурой плавления 419 градусов. Под воздействием температуры 913 градусов этот металл приобретает парообразное состояние. У цинка удельный вес составляет 7,13 г/см3.
Обычная температура делает цинк хрупким, но ее повышение до 100 градусов превращает металл в гибкий и пластичный. При взаимодействии с воздухом, на поверхности цинка образуется пленка из оксида.
Цвет свинца – грязно-серый, но это не влияет на природный блеск металла. Однако сияние довольно быстро прекращается за счет образования на поверхности свинца оксидной пленки. Свинцовый сплав обладает повышенным удельным весом – 11,337 г/см3. По этому показателю он превышает цинк, алюминий, железо и некоторые другие металлы. Несмотря на высокий показатель плотности, свинец – очень мягкий металл.
Его легко размять в руках или поцарапать ногтями. Для свинца достаточно температуры 327,5 градуса, чтобы он начал плавиться.
В таблице приведены значения удельного веса и температура плавления других металлов.
Вас может заинтересовать: Как эффективно почистить золото в домашних условиях
| Наименование металла | Температура плавления, °C | Удельный вес, г/куб.см |
| Цинк | 419.5 | 7.13 |
| Алюминий | 659 | 2.69808 |
| Свинец | 327.4 | 11.337 |
| Олово | 231.9 | 7.29 |
| Медь | 1083 | 8.96 |
| Титан | 1668 | 4.505 |
| Никель | 1455 | 8.91 |
| Магний | 650 | 1.74 |
| Ванадий | 1900 | 6.11 |
| Вольфрам | 3422 | 19.3 |
| Хром | 1765 | 7.19 |
| Молибден | 2622 | 10.22 |
| Серебро | 1000 | 10.5 |
| Тантал | 3269 | 16.65 |
| Железо | 1535 | 7.85 |
| Золото | 1095 | 19.32 |
| Платина | 1760 | 21.45 |
Плотность нержавеющих сталей
| Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
| 04Х18Н10 | 7900 |
| 08Х13 | 7700 |
| 08Х17Т | 7700 |
| 08Х20Н14С2 | 7700 |
| 08Х18Н10 | 7900 |
| 08Х18Н10Т | 7900 |
| 08Х18Н12Т | 7950 |
| 08Х17Н15М3Т | 8100 |
| 08Х22Н6Т | 7600 |
| 08Х18Н12Б | 7900 |
| 10Х17Н13М2Т | 8000 |
| 10Х23Н18 | 7950 |
| 12Х13 | 7700 |
| 12Х17 | 7700 |
| 12Х18Н10Т | 7900 |
| 12Х18Н12Т | 7900 |
| 12Х18Н9 | 7900 |
| 15Х25Т | 7600 |
Определение и использование плотности
Как известно, чтобы найти плотность вещества, его массу делят на объем. Плотность является физико-химической характеристикой вещества. Она постоянна. Материалы для промышленного производства должны соответствовать этому показателю. Для её обозначения принято использовать греческую букву ρ.
Плотность железа равна 7874 кг/м³, никеля — 8910 кг/м³, хрома — 7190 кг/м³, вольфрама — 19250 кг/м³. Конечно, это относится к твёрдым сплавам. В расплавленном состоянии веществам присущи другие характеристики.
В природе лишь некоторые металлы присутствуют в большом количестве. Удельный вес железа в земной коре 4,6%, алюминия — 8,9%, магния — 2,1%, титана — 0,63%. Металлы незаменимы в большинстве сфер человеческой деятельности. Их производство растёт год от года. Для удобства металлы разделены на группы.
Железо и его сплавы
Чёрными металлами принято называть стали и чугуны разных марок. Сплав железа и углерода считается сталью, если железа не менее 45%, а содержание углерода 0,1%—2,14%. Чугуны, соответственно, углерода содержат больше.
Для получения необходимых свойств сталям и сплавам их легируют (присаживают при переплаве легирующие добавки). Таким образом плавят заданные марки. Все марки металла строго соответствуют определённым техническим условиям. Свойства каждой марки регламентированы государственными стандартами.
В зависимости от состава плотность стали варьируется в диапазоне 7,6—8,8 (г/см³) в СГС или 7600—8800 (кг/м³) в СИ (это видно из таблицы 1). Конечно, сталь имеет сложную структуру, это не смесь различных веществ. Однако присутствие этих веществ и их соединений изменяют свойства, в частности, плотность. Поэтому самыми большими плотностями обладают быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама.
Цветные металлы и их сплавы
Изделия из бронзы, латуни, меди, алюминия широко применяются на производстве:
- Обычно бронзы это сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и бериллием. Однако в бронзовом веке, когда удельный вес бронзы в общей массе металлических изделий составлял почти 100%, это были сплавы медь — мышьяк.
- Сплавы на основе цинка — латуни. В латуни может присутствовать олово, но его количество меньше, чем цинка. Чтобы получить сыпучую стружку, иногда добавляют свинец. Кроме ювелирных сплавов латуни и бронзы, они нужны для деталей машин и морских судов, скобяных изделий, пружин. Некоторые сорта применяют в авиации и ракетостроении.
- Дюралюминий (дюраль) — сплав алюминия с медью (меди 4,4%) — это высокопрочный сплав. Главным образом применяется в авиации.
- Титан по прочности превосходит многие марки стали. Одновременно он вдвое легче. Эти качества сделали его незаменимым в большинстве отраслей промышленности. А также он широко применяется в медицине (протезировании). Удельный вес титана в производстве летательных аппаратов достигает 70% от всего выплавляемого в мире. Около 15% титана идёт для химического машиностроения.
- Серебро и золото — первые металлы, с которыми познакомился человек. За всю историю существования человечества эти металлы, по большей части, шли на ювелирные изделия. И в настоящее время тенденция сохраняется.
- Вольфрам из-за высокой тугоплавкости незаменим в приборостроении. Большая плотность позволяет применять его, как защиту от радиации.
- Никель и хром образуют нихром — жаропрочный пластичный сплав, очень долговечный и надёжный.
Различные марки сталей и чугунов, бронз и других металлов имеют разный химический состав и разную плотность. Плотности всех востребованных материалов измерены и систематизированы. Таблицы, содержащие эти данные доступны пользователям. С их помощью можно легко найти массу изделия заданной формы.
Это интересно: Свойства и сферы применения пищевой нержавеющей стали
Плотность сплавов цветных металлов
| Наименование материала, марка | Плотность ρ, кг/м3 |
| АЛ1 | 2750 |
| АЛ2 | 2650 |
| АЛ3 | 2700 |
| АЛ4 | 2650 |
| АЛ5 | 2680 |
| АЛ7 | 2800 |
| АЛ8 | 2550 |
| АЛ9 (АК7ч) | 2660 |
| АЛ11 (АК7Ц9) | 2940 |
| АЛ13 (АМг5К) | 2600 |
| АЛ19 (АМ5) | 2780 |
| АЛ21 | 2830 |
| АЛ22 (АМг11) | 2500 |
| АЛ24 (АЦ4Мг) | 2740 |
| АЛ25 | 2720 |
| Б88 | 7350 |
| Б83 | 7380 |
| Б83С | 7400 |
| БН | 9500 |
| Б16 | 9290 |
| БС6 | 10050 |
| БрАмц9-2Л | 7600 |
| БрАЖ9-4Л | 7600 |
| БрАМЖ10-4-4Л | 7600 |
| БрС30 | 9400 |
| БрА5 | 8200 |
| БрА7 | 7800 |
| БрАмц9-2 | 7600 |
| БрАЖ9-4 | 7600 |
| БрАЖМц10-3-1,5 | 7500 |
| БрАЖН10-4-4 | 7500 |
| БрБ2 | 8200 |
| БрБНТ1,7 | 8200 |
| БрБНТ1,9 | 8200 |
| БрКМц3-1 | 8400 |
| БрКН1-3 | 8600 |
| БрМц5 | 8600 |
| БрОФ8-0,3 | 8600 |
| БрОФ7-0,2 | 8600 |
| БрОФ6,5-0,4 | 8700 |
| БрОФ6,5-0,15 | 8800 |
| БрОФ4-0,25 | 8900 |
| БрОЦ4-3 | 8800 |
| БрОЦС4-4-2,5 | 8900 |
| БрОЦС4-4-4 | 9100 |
| БрО3Ц7С5Н1 | 8840 |
| БрО3Ц12С5 | 8690 |
| БрО5Ц5С5 | 8840 |
| БрО4Ц4С17 | 9000 |
| БрО4Ц7С5 | 8700 |
| БрБ2 | 8200 |
| БрБНТ1,9 | 8200 |
| БрБНТ1,7 | 8200 |
| ЛЦ16К4 | 8300 |
| ЛЦ14К3С3 | 8600 |
| ЛЦ23А6Ж3Мц2 | 8500 |
| ЛЦ30А3 | 8500 |
| ЛЦ38Мц2С2 | 8500 |
| ЛЦ40С | 8500 |
| ЛС40д | 8500 |
| ЛЦ37Мц2С2К | 8500 |
| ЛЦ40Мц3Ж | 8500 |
| Л96 | 8850 |
| Л90 | 8780 |
| Л85 | 8750 |
| Л80 | 8660 |
| Л70 | 8610 |
| Л68 | 8600 |
| Л63 | 8440 |
| Л60 | 8400 |
| ЛА77-2 | 8600 |
| ЛАЖ60-1-1 | 8200 |
| ЛАН59-3-2 | 8400 |
| ЛЖМц59-1-1 | 8500 |
| ЛН65-5 | 8600 |
| ЛМц58-2 | 8400 |
| ЛМцА57-3-1 | 8100 |
| Л60, Л63 | 8400 |
| ЛС59-1 | 8450 |
| ЛЖС58-1-1 | 8450 |
| ЛС63-3, ЛМц58-2 | 8500 |
| ЛЖМц59-1-1 | 8500 |
| ЛАЖ60-1-1 | 8200 |
| Мл3 | 1780 |
| Мл4 | 1830 |
| Мл5 | 1810 |
| Мл6 | 1760 |
| Мл10 | 1780 |
| Мл11 | 1800 |
| Мл12 | 1810 |
| МА1 | 1760 |
| МА2 | 1780 |
| МА2-1 | 1790 |
| МА5 | 1820 |
| МА8 | 1780 |
| МА14 | 1800 |
| Копель МНМц43-0,5 | 8900 |
| Константан МНМц40-1,5 | 8900 |
| Мельхиор МнЖМц30-1-1 | 8900 |
| Сплав МНЖ5-1 | 8700 |
| Мельхиор МН19 | 8900 |
| Сплав ТБ МН16 | 9020 |
| Нейзильбер МНЦ15-20 | 8700 |
| Куниаль А МНА13-3 | 8500 |
| Куниаль Б МНА6-1,5 | 8700 |
| Манганин МНМц3-12 | 8400 |
| НК 0,2 | 8900 |
| НМц2,5 | 8900 |
| НМц5 | 8800 |
| Алюмель НМцАК2-2-1 | 8500 |
| Хромель Т НХ9,5 | 8700 |
| Монель НМЖМц28-2,5-1,5 | 8800 |
| ЦАМ 9-1,5Л | 6200 |
| ЦАМ 9-1,5 | 6200 |
| ЦАМ 10-5Л | 6300 |
| ЦАМ 10-5 | 6300 |
Сравнение с другими металлами
Золото и серебро интересны своими драгоценными свойствами. Однако они в первую очередь металлы и обладают качествами, сравнимыми с их «собратьями».
Сравнительная таблица золота и серебра с другими Ме, сплавами
| Ме/сплав | Характеристики | |||
| Ат. вес, а.е.м. | T плавл., ºС | Плотность, г/см3 | Твердость по шкале Мооса | |
| Золото | 197 | 1095 | 19,32 | 2,5-3 |
| Серебро | 107,9 | 962 | 10,5 | 2,5-3 |
| Платина | 194,8 | 1768 | 21,45 | 4-4,5 |
| Свинец | 207,19 | 327,4 | 11,337 | 1,5 |
| Чугун | 11501200 | 7,1 | 7,5 | |
| Ртуть | 200,59 | -38,83 | 13,5 | 1,5 (твердая) |
| Медь | 63,54 | 1083 | 8,96 | 3 |
| Железо | 55,85 | 1535 | 7,87 | 4 |
| Сталь | 600-1600 | 7,85 | 4-4,5 | |
Ближе всех по совокупности характеристик к золоту и серебру оказывается платина. Тоже относится к благородным металлам, по плотности и атомной массе близка к Au, но более тугоплавка. С Ag платину несколько «роднит» серебристо-белый цвет.
Кроме сплавов — чугуна и стали — представленные металлы относятся к группе переходных. Исключение составляет свинец — он из группы легких Ме. Лишь два металла из перечня встречаются в живых организмах — это железо (кровь) и медь (печень).
Практически всегда для получения чистого вещества его необходимо выделять из окислов или солей, заниматься переработкой руд. И только Au способен «явить себя» в чистом виде, встречаясь в форме самородков или песка. Самый тяжелый из сравниваемых металлов — золото.
Также далее смотрите интересный видеоролик о том, как можно отличить золото и серебро от других металлов.