Kémia | Általános Iskola » Szervetlen kémia, 8. osztály

Nyolcadikos kémiaanyag Szervetlen kémia A nem fémek és fémes elemek rövid jellemzése A kémiai elemeket tulajdonságaik és szerkezetük alapján két nagy csoportra osztjuk: fémekre és nem fémekre. A nem fémes elemeka periódusos rendszer negyedik, ötödik, hatodik, hetedik, nyolcadik fôcsoportjában találhatók. A nemfémekhet tartozika hidrogén is. a nem fémek atomjainak külsô elektronhéjján 4-8 erôsen kötött elektron van. Atomjaik a nemesgázok kivételével kovalens kötéssel molekulákká, vagy atomráccsá kapcsolódnak. A molekulák megfelelô körülmények között gyenge másodrendľ kötésekkel molekularáccsá rendezôdnek. szobahômérsékleten a bróm kivételével gáz halmazállapotúak például: H2,o2,N2, cl2, vagy szilárdak, például: a szén, kén, jód. Színük változatos, egységesen nem jellemezhetô Az elektromosságot és a hôt nem vezetik, kivéve a grafit. a nemfémek ridegek, törékenyek, nem munkálhatók meg. a fémek a

periódusos rendszer elsô, második fôcsoportjában és mellékcsoportjaiban találhatók, de a harmadik és negyedik fôcsoport is tartalmaz fémes elemeket. a fématomok külsô elektronhéjján kevés számú, viszonylag lazán kötött elektron tartózkodik. Atomjaik fémes kötéssel fémráccsá kapcsolódnak. Szobahômérsékleten a folyékony higany kivételével valamennyi fém szilárd, kristályos szerkezetľ. A réz és az arany kivételével szürke színľ, jellegzetes un fém fényľ elemek. Az elektromosságot és a hôt jól vezetik. A NEM FÉMES ELEMEK ÉS VEGYÜLETEIK A periódusos rendszer hetedik főcsoportjának elemei és vegyületei Ide tartozik a fluór, F a klór, Cl, a bróm, Br, és a jód, I. Szobahômérsékleten a fluór és a klór gáz, a bfróm folyadék, a jód szilárd. Ezeket az elemeket halogén elemeknek nevezzük és minden halmazállapotban kétatomos molekulákat alkotnak. Elemi állapotban veszélyes, mérgezô anyagok, azonban ionjaik

az élô szervezetben is megtalálhatók. A halogén atomoknak 7 külsô elektronjuk van Nagy elektronvonzó képességük miatt könnyen vesznek fel egy elektront és negatív ionokká válnak. Reakcióikban erélyes oxidálószerek vegyületeikben poláris kovalens kötést alkotnak, mint például a sósav esetében, HCL, vagy ionos kötést hoznak létre, mint például a nátrium-klorid esetében. A klór = CL2 Fojtó szagú mérgezô gáz. Az élô szervezeteket roncsolja, a mikroorganizmusokra gyakorolt hatása miatt fertôtlenítésre használják. Nagy elektronvonzóképessége miatt erélyes oxidálószer. fémekkel hevesen, exoterm reakcióban egyesül a fém-kloridok keletkezése redoxireakció. Például: 2Na +cl2 = 2 NACL vagy: Mg +cl2 = mgcl2. a klórt a nátriumkloridból, azaz a konyhasóból állítják elô. Elsôsorban sósavgyártásra használják. AA hidrogén-klorid és a sósav (hcl) A hcl a h2 és cl2 egyesítésével készül. h2 +cl2 =2hcl a hcl

színtelen, szúrósz szagú, alevegônél nagyobb sľrľségľ gáz. Vízben jól oldódik: hcl +h2o = h3o+ +clAz oxóniumion jelenléte jelzi a savas kémhatást a hcl vizes oldata a sósav. A tömény sósav 38 tömegszázalékos A reakciókban az egyenletek felírásánál a H+ t használjuka H3o+ helyett. Ez egyszerľsíti a felírást a sósav hpozitívját számos fém redukálja, miközben hidrogén fejlôdik, például: MG +2HCL = MGCL2 +H2 a LU gos kémhatású oldatokat a sósav közönbösíti és só keletkezik: NAOH +HCL = NACL + H2 A Periódusos rendszer hatodik főcsoportjának elemei és vegyületei Ide tartozik az oxigén és a kén. Mind a két atom h 6 külsô elektronnal rendelkezik. Két kovalens kötés kialakítására,vagy két elektron felvételére képes. Az o2 az életfolyamatok nélkülözhetetlen eleme. Színtelen, szagtalan, a levegô sľrľségénél valamivel nagyobb sľrľségľ gáz. A levegô térfogatának 21%-át alkotja Vízben kis

mértékben oldódik. Az oxigén minden halmazállapotban kétatomos molekulákat alkot Reakcióiban nagy elektronvonzó-képessége miatt Részlegesen, vagy teljesen elektronokat vesz fel. Teljes elektronátmenetre példa: 2 CA +o2 = 2CAO ebben a vegyületben ionkötés tartja össze a ca-t és az o-t. Részlegesre példa: 2H2 +O2 = 2H2OA víz esetében polárois kovalens kötés tartja össze a H és O atomokat. Az oxidion keletkezése: oxigénatom, azaz O + 2 elektron = O--, azaz oxidion. Az oxidion csaknem minden elemmel reakcióba lép, a legfontosabb oxidálószer. Fémek oldódása savakban A sósavban oldódika vas FE, a cink ZN, az alumínium AL, a magnézium MG, a kalcium CA, a kálium K és a nátrium K. A fém és a sav egymásra hatásakor mindig só keletkezik és hidrogén fejlôdik. Példák: 2NA +2HCL = 2 NACL +H2 MG +2HCL = MGCL2 +H2 A kénsav H2SO4 A kénsavat a víz és a kén-trioxid reakciójával állítják elô: SO3 +H2O = H2SO4. a A tömény kénsav 98

tömegszázalékos, színtelen olajszerľ a víznél körülbelül kétszer nagyobb sľrľségľ folyadék. Erôsen nedvszívó hatású, a szerves vegyületekbôl a víz alkotórészeit is kivonja. Vízben jól oldódik, oldódása erôsen exoterm reakció: H2SO4 +2H2O = 2H3O+ + SO4--.Ez a szulfátion A kénsav vizes oldata savas kémhatású Maró hatású folyadék, még égési sebeket is okozhat. A híg kénsav oldatából is fejleszthetô hidrogén. Például: FE + H2SO4 = FESO4 + H2. A vason kívül a cinkkel és a magnéziummal is fejleszthetô hidrogén. a kénsav a lugos kémhatású oldatokat közönbösíti és só keletkezik: H2SO4 +2NAOH = NA2SO4 +2H2O. NA2SO4 = nátriumszulfát A savak hidrogénbôl és savmaradékból állnak. A sósav kivételével a többi sav oxosav, mert oxigént is tartalmaz. A savmaradék a sósavat kivéve mindig egy nem fémes elem és oxigén kapcsolatával írható le. A kénsav savmaradéka SO4. A savak, kivéve a sósavat, minden esetben

az adott nem fémes elem oxidjából víz hozzáadásával keletkeznek. Például: SO3 +H2O = H2SO4. A kénsav savmaradéka a szulfátion, SO4-- A szulfátion miután kétszeresen negatív töltésľ, két darab egyszeresen pozitív töltésľ, vagy egy darab kétszeresen pozitív töltésľ ionnal tud vegyületet alkotni. Egyszeresen pozitív töltésľ ion például: az NA+ A K+ (nátriumion, káliumion). A kénsavnak ezekkel a fémionokkal alkotott vegyületei: A NA2SO4, ez a nátrium-szulfát és a K2SO4, ez a kálium-szulfát. Kétszeresen pozitív töltésľ ionok: MG++, CA++, FE++, ZN++ Az ezekkel alkotott vegyületek: MGSO4,CASO4,FESO4,ZNSO4. Fémeknek savmaradékkal alkotott vegyületeik a sók. A lugok fémekbôl és hidroxidionból állnak. Például: NAOH, KOH, MG(OH2), CA(OH2). A periódusos rendszer ötödik főcsoportjának elemei és vegyületei Itt a legjelentôsebb elem a nitrogén, N2. Ide tartozik többek között a foszfor is. A foszfornak két féle

módosulata van. Vörös és fehérfoszfor A foszfort gyufagyártásra használták régen. Gyufagyártáshoz a vörösfoszfort használták, amely nagyon könnyen gyullad. A vízben oldódik. A fehérfoszfor nehezen gyullad és nem oldja a víz A foszfor a nitrogénnel ellentétben szilárd. Vegyjele P Az ötödik fôcsoport LEGJELENTžSEBB eleme a nitrogén. Ez gáz Kétatomos molekulákat alkot. Reakciókészsége kicsi, mert a nitrogénatomok hármas kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A levegô 78%-át alkotja. A levegô további 21%-a oxigén és 1%-a szennyezôanyag Többnyire szén-dioxid. A nitrogénnek jelentôs vegyületei a fehérjék, az ammónia és a salétromsav. A salétromsav HNO3 A salétromsav színtelen, bomlékony folyadék. Bomlásterméke a nitrogén-dioxid.NO2 gáz, ami állás közben a salétromsavat sárgásbarnára színezi. A salétromsav folyékony, erélyes oxidálószer Vízben jól oldódik, oldata savas kémhatású: HNO3 + H2O = H3O+ +NO3-.

NO3- a nitrátion, a salétromsav savmaradéka. A nátrium-hidroxid közönbösíti a salétromsavat: NAOH +HNO3 = NANO3 +H2O. A NANO3 a nátrium-nitrát A salétromsav az ammóniával egyesül: NH3 + HNO3 = NH4NO3. Ez az ammónium-nitrát Az ammónium-nitrát a nitrogén tartalmú mľtrágya hatóanyaga. Robbanásveszélyessége miatt mészkôporral keverik és pétisó néven hozzák forgalomba. A salétromsavat az ipar ammóniából állítja elô. Felhasználják mľtrágya, festék, gyógyszer és robbanóanyag gyártásához.  N2 +3H2 = 2NH3 Az ammónia szúrós szagú gáz. könnyen cseppfolyósítható és jól oldódik vízben: NH3 + H2O = NH4OH . Ez a lugos kémhatású ammónium-hidroxid, vagy másnéven szalmiákszesz. Az ammóniagáz a HCL-lel ammónium-kloriddá egyesül: NH3 +HCL = NH4CL. Ez az ammónium-klorid, vagy másnéven szalmiáksó A cseppfolyós ammóniát erôs párolgása miatt hľtésre, vagy mľjég készítésére használják. Az ammónia a

salétromsav- és ammónia-gyártás alapanyaga. A periódusos rendszer negyedik főcsoportjának elemei és vegyületei Ide tartozik a szén. Vegyjele: C Ide tartozik még a szilicium, vegyjele: S, ez a két elem nem fémes elem, ide tartozik még a germánium, amely félfém, ide tartozik még az ón és az ólom, mindkettô fém. A szén nem fémes elem. 4 külsô elektronjávalcsak kovalens kötés kialakítására képes. A természetes elemi szén két módosulata a gyémánt és a grafit. A gyémánt a legkeményebb természetes anyag, a grafit puha Eltérô tulajdonságukat a halmazszerkezet okozza. A gyémántban lévô szénatomok térhálós atomrácsot alkotnak, a grafit réteges atomrácsot. A szén és a széntartalmú anyagok égésekor szén-dioxid keletkezik: C +O2 = CO2. Kevés levegô jelenlétében a szénnek csak egy része ég el szén-dioxiddá. A szén további része a szén-dioxid oxigénjét vonja el: C + CO2 = 2CO. Ez a szén-monoxid A keletkezett

szén-monoxid CO színtelen, szagtalan, rendkívül mérgezô gáz. Megfelelô mennyiségľ oxigén jelenlétében a szén-monoxid elég: 2CO +O2 = 2 CO2. A szén és a szén-monoxid oxigén-elvonó hatása miatt jó redukálószer. A szén és a szén-monoxid égése exoterm folyamat, ezért mindkettôt tüzelésre használják. A szén-dioxid CO2 és a szénsav H2CO3 A tüzelés, a légzés a szén égéstermékét a szén-dioxidot juttatja a levegôbe: C +O2 = CO2. A szén-dioxid színtelen, szagtalan, a levegô sľrľségénél nagyobb sľrľségľ gáz. Az égést nem táplálja, ezért a légzést gátolja Nagyobb mennyiségben mérgezô hatású, fulladást okoz.A szén-dioxid a meszes vízzel fehér, vízben nem oldódó csapadékot képez. Ezzel a jellemzô reakciójával mutatható ki. A keletkezett anyag neve kalcium-karbonát, képlete CACO3. A levegô oxigén-szén-dioxid egyensúlyát azöld növények fotoszintézise biztosítja. A szén-dioxid vízben oldódik és

bomlékony szénsav keletkezik: CO2 +H2O = H2CO3. A szénsavoldat savas kémhatását igazoló egyenlet: H2CO3 +2H2O = 2H3O+ + CO3--. A CO3-- a karbonátion, vagy másnéven a szénsav savmaradéka. A szénsav melegítés hatására felbomlik vízre és szén-dioxidra: H2CO3 = H2O + CO2. A szénsav felhasználása: A szénsavat üdítôitalok készítéséhez, gyógyító fürdôkúrákhoz használják. A szénsav javítja a vérkeringést és a magas vérnyomást. A szén-dioxid felhasználása: Nyomás és hľtés hatására a szén-dioxid -79 fokon megfagy. Szárazjég lesz belôle Hľtésre használják Az az elônye, hogy rögtön légnemľvé válik szilárd halmazállapotból, tehát szublimál. Ezért nevezik szárazjégnek a megfagyasztott szén-dioxidot Nem fémes elemek és vegyületeik összefoglalás A nem fémes elemek a periódusos rendszer negyedik, ötödik, hatodik, hetedik és nyolcadik fôcsoportjában találhatók. Ide tartozik az elsô fôcsoportban levô

hidrogén is. A nem fémes elemek atomjai 4, 5, 6, 7, 8 külsô elektronnal rendelkeznek. Kétatomos molekulát képez a H2, O2, N2 és az összes halogén elem. A kétatomos molekulák közt kovalens kötések vannak. A szén atomrácsba, a többi molekularácsba rendezôdik Nem fém atom és más atom között létrejöhet kovalens és ionos kötés is. Kovalens kötésre példa: H2O, CO2, HCL és az összes sav. Az ionos kötésre: minden só és a fémoxidok. Sókra példa: CACL2, MGCL2, NACL fémoxidokra: CAO, MGO. A nem fémek közül a leggyakoribb oxidálószer az oxigén és a klór. A legfontosabb nemfémvegyületek: 1. Hidrogénnel alkotott vegyületek: HCL H2O CH4 2. oxigénnel alkotott vegyületek: SO2, SO3, CO2, CO, NO2 3. Hidrogénnel és oxigénnel alkotott vegyületek: H2SO4, HNO3, H2CO3 (ezeket a savakat oxosavaknak nevezzük). Minden savra jellemzô, hogy a vízmolekulának protont ad át, miközben oxóniumion keletkezik. A savak savmaradékai: HCL savmaradéka a

CL-, azaz a kloridion, H2SO4 savmaradéka SO4--, azaz szulfátion, HNO3 savmaradéka NO3- nitrátion, H2CO3 savmaradéka a CO3--, azaz a karbonátion. Valamien pozitív fémionból, vagy ammóniumionból és valamien savmaradékionból keletkeznek a sók. Például: NACL, itt a sósav savmaradékához, a kloridionhoz jön a pozitív nátriumion, a CASO4, itt a kénsav savmaradékához a kétszeresen negatív szulfátionhoz jön a kétszeresen pozitív kalciumion. A fémes elemek rövid jellemzése A fémek redukálóképessége A fémek atomjai 1,2, vagy 3 elektront tartalmaznak külsô elektronhéjjukon.A fématomokat fémes kötés tartja össze, a fématomok fémrácsba rendezôdnek. A fémek jól vezetik az elektromosságot és a hôt A fémrács egyes rétegei egymáson elcsúsztathatók, ezért a fémek megmunkálhatók, alakíthatók, nyújthatók és hengerelhetôk. A reakciókban a fématomok általában elektront veszítenek, emiatt redukáló hatásúak. A fémek

redukáló hatásának mértéke eltérô, eszerint a fémek sorba rendezhetôk. A fémek redukálósora: K, CA, NA, MG, AL, ZN, FE, H, CU, AG, HG. A fémek atomjai a redukálósorban utánna következô fémek ionjait képesek redukálni. A fémvegyületek oldatából az elemi fémek az erôsebben redukáló fémmel kiválaszthatók. Például: FE + CUSO4 = FESO4 +CU. A fémek redukálósorának a hidrogén is tagja. A redukálósorbólleolvasható, hogy hogy mely fémek képesek a savak oldatából hidrogént fejleszteni. Például: ZN +2HCL = ZNCL2 + H2. FE +2HCL = FECL2 +H2 MG +2HCL = MGCL2 + HCL. A periódusos rendszer első főcsoportjának elemei és vegyületei Ebbe a csoportba a legreakcióképesebb fémek tartoznak. Külsô elektronhéjjukon egy darab lazán kötött elektron van, amit könnyen leadnak és pozitív ionokká, azaz kationokká alakulnak. Ebbôl következik, hogy jó redukálószerek. Reakciókészségük nagy, a természetben csak ion kötésľ

vegyületeikben fordulnak elô. Az ide tartozó fémek puhák, alacsony olvadáspontúak. A csoport két legjelentôsebb eleme a nátrium és a kálium. Sľrľségük kisebb, mint a vízé, ezért könnyľ fémek A nátriumot nagy reakciókészsége miatt a levegôtôl elzárva petróleum alatt tartják. Hevítésre könnyen meggyulladnak és elégnek. A vízzel érintkezve redukálják a víz hidrogénjét. 2NA +2H2O = 2NAOH +H2 A nátrium és vegyületei A két legfontosabb nátriumvegyület: a nátrium-hidroxid, másnéven konyhasó, másnéven nátrium-klorid, azaz NACL. A lúgkô ionrácsos szerkezetľ, fehér nedvszívó anyag. Vízben igenjól oldódik, oldata lúgos kémhatású, mivel a vízben pozitív nátriumionokat és hidroxidionokat képez. A lúgos kémhatást a hidroxidionok jelenléte okozza Biológiai hatása: fehérjeméreg. A további nátriumvegyületek a sók csoportjába tartoznak. Valamennyien ionvegyületek: pozitív nátriumionból és valamilyen negatív

savmaradékionból állnak. Ide tartozik az NACL, amely ionrácsba kristályosodik, fehér és nedvszívó anyag. Vízben jól oldódik, vizes oldatának kémhatása semleges, ugyanis a NACL NA+ ÉS CL- ionokat juttat a vízbe. Mivel nem juttat hidroxidionokat a vízbe, semleges Biológiai hatása: szabályozza szervezetünk vízháztartását. A szóda, másnéven sziksó, kémiai neve nátrium-karbonát, képlete NA2CO3. A glaubersó, kémiai neve: nátrium-szulfát, képlete: NA2SO4 (hashajtó). A szódabikarbóna, kémiai neve nátrium-hidrogén-karbonát, képlete: NAHCO3. Csillei salétrom, kémiai neve nátrium-nitrát, képlete: nano3. A periódusos rendszer második főcsoportjának elemei A csoport két eleme a MG, és CA, azaz a magnézium és a kálcium. Atomjaik külsô elektronhéjján 2 külsô elektron van, amit könnyen leadnak és így kétszeresen pozitív ionokká alakulnak. Reakcióikban két külsô elektronjukat könnyen leadják, így könnyen oxidálódnak,

ezért jó redukáló hatásúak. A csoport legfontosabb tagja a CA. A CA szürke fém, a levegôn gyorsan oxidálódik: 2CA +O2 = 2CAO Ionvegyület. A CA redukáló hatása következtében a vízbôl hidrogént fejleszt: CA + 2H2O = CA(OH)2 +H2 A kalciumhidroxid az oltott mész. Lúgos kémhatású vegyület, sósavval közönbösíthetô: CA(OH)2 +2 HCL = CACL2 + 2H2O A legfontosabb kalciumvegyületek CACO3 kalciumkarbonát (mészkô). Fehér, szilárd vegyület, vízben gyakorlatilag oldhatatlan. Ha sósavat adunk hozzá pezseg, mert a mészkôbôl CO2 távozik:CACo3 +2 Hcl = CACL2 + H2O + CO2. A mészkô hevítésre Cao-ra és Co2-re bomlik: CACO3 = CO2 + CAO.Ez a folyamat a mészégetés. A kalciumoxid, azaz az égetett mész fehér ionvegyület. Hevesen egyesül vízzel, ez a mészoltás: CAO +H2O = CA(OH)2. A kalciumhidroxidot vízben oldva mésztejként építkezésre használják. A falon az oltott mész visszaalakul CACO3-má szén-dioxid segítségével: CA(OH)2 + CO2 =

CACO3 +H2O Ipari szempontból fontos fémek A fémes elemek közül a gyakorlati felhasználás szempontjából két fémnek van különös jelentôssége: az alumíniumnak és a vasnak. A harmadik fôcsoport elemei közül a legjelentôsebb az alumínium, jele AL. Atomjainak külsô elektronhéjján 3 elektron van. Az elektronnegativitása nagyobb, mint az elsô és második fôcsoportba tartozó atomoknak, ezért általában poláris kovalens kötést alakít ki más atomokkal. Ezüstszürke, fényes, kis sľrľségľ fém Sľrľsége: 27 kilogram/köbdeciméter, emiatt a repülôgép- és hajógyártáshoz is szívesen használják. Kitľnô áramvezetô felületét összefüggô, tömör oxidréteg borítja, ami megvédi a fémet a további átalakulástól. Kedvezô tulajdonságai miatt széles körben alkalmazzák: szállítóeszközöket, háztartási edényeket,elektromos vezetékeket készítenek belôle. A védô oxidrétegétôl megtisztított AL igen reakcióképes

fém. Az oxigénnel hevesen egyesül: 4 AL +3O2 = 2AL2O3.Ez az alumíniumoxid A vizet hidrogén fejlôdés közben bontja: 2AL +6H2O =2AL(OH)3 +3H2. Ez az alumíniumhidroxid. Savakból is képes hidrogént fejleszteni: 2AL +6HCL = 2ALCL3+3H2.Ez az alumíniumklorid Különleges tulajdonsága, hogy lúgos NAOH-ban is oldódik hidrogén fejlesztése közben. Azokat az anyagokat, amelyek savakban és lúgokban is egyaránt oldódnak, amfoter anyagoknak nevezzük. A vas, jele: FE A vas a periódusos rendszer egyik mellékcsoportjának eleme. Ipari szempontból a legjelentôsebb fém. A kémiai reakciókban a vas a reakciótárstól függôen kkétféle képpen oxidálódhat. Enyhe oxidálószerek hatására két elektront veszít: FE +2HCL = FECL2 +H2. Erélyes oxidálószerek azonban 3 elektront is elvonhatnak a vasatomtól: 4FE +3O2 =6FE2O3. Ez a vörös vasoxid A levegôn a vas az oxigén és a nedvesség hatására a vas rozsdásodik. A rozsda laza, lyukacsos szerkezetľ anyag, a

fémet nem védi meg a további átalakulástól. Ha mem zárjuk el a levegôtôl a vasat, akkor teljes tömegében elrozsdásodhat. A fémeknek a környezet hatására végbemenô átalakulását koróziónak nevezzük. A korózió óriási gazdasági károkat okoz. Az ellene való védekezés egyik módja, hogy a fém tárgyat korózióálló bevonattal látják el és így elzárják a környezet károsító hatásától. A tiszta elemi vas lágy, megmunkálásra szerkezeti elemként való felhasználása kevéssé alkalmas fém. A hidak, gépek, közlekedési eszközök és egyéb vas tárgyaink nem tiszta vasból, hanem többnyire acélból készülnek.  A legfontosabb ipari fémek előállítása A fémek többsége a természetben csak vegyületeiben fordul elô. Csupán a nemes fémek találhatók meg elemi állapotban. A fémeket érceikbôl állítják elô. A kohászat foglalkozik a fémek elôállításával A különbözô fémek gyártására eltérô eljárásokat

dolgoztak ki. A két legfontosabb ipari fém, a vas és az alumínium gyártásának vázlata: Érceikbôl elôször fémoxidokat állítanak elô és abból a fémet. Az alumínium gyártása Az alumínium érce a bauxit, ami fôként alumíniumoxidot és vasoxidot tartalmaz. A bauxitból elôször a tiszta alumíniumoxidot, vagy másnéven timföldet állítják elô, a bauxit alumínium tartalmát nátriumhidroxiddal oldják ki. Az oldatot vízzel hígítják és ennek hatására kiválik az alumínium-hidroxid, amibôl izzítással tiszta timföldet, azaz alumíniumoxidot állítanak elô. A timföldbôl a tiszta alumíniumot elektrolízissel nyerik ki. Mivel a timföld nem oldódik vízben, kriolitban oldják. A kriolit olvadékában az alumíniumoxid oldódik és ionokra válik szét: AL2O3 = 2AL+++ +3O--. Az elektrolizáló kádba áramot vezetnek és ott az elektródokon az ionok semleges atomokká alakulnak.Az elektrolízis eredménye tehát: Az AL2O3-ból elektrolízis

hatására 2AL +3O lesz. A kivált alumínium az elektrolizáló kád alján gyľlik össze, amit idônként lecsapolnak. A felszabadult oxigén az anódot égeti, ami szénbôl van. A kohóalumíniumot tisztítják és 9999%-os nagy tisztaságú alumíniumot állítanak elô. A vas gyártása A vasércek fôleg vörös vasoxidot, FE2O3-mat tartalmaznak, vagy olyan vasvegyületet, amely a kohó hômérsékletén vasoxiddá alakul. A legismertebb vasércek: a magnetit, a hematit, a limonit és a sziderit. A vasércekbôl a nyersvasat a nagyolvasztóban állítják elô. A vasoxid redukálásához kokszot használnak fel. A koksz nemcsak redukálószerként fontos, hanem égésével állítják elô a kohósításhoz szügséges 2000 fok hômérsékletet. A vasoxid redukálásában a szénen kívül a szénmonoxid is részt vesz, ami a koksz tökéletlen égésekor keletkezik. A vasgyártás legfontosabb kémiai reakciói a következôk: 1. A szén égése (fľtés): C +O2 = CO2 2. a

szénmonoxid keletkezése: CO2 +C = 2CO 3. a vasoxid redukciója szénnel: FE2O3 +3C = 2FE +3CO 4. A vasoxid redukciója szénmonoxiddal: FE2O3 +3CO = 2FE +3CO2 A vas olvadt állapotban a kohó alján gyľlik össze, ahonnan lecsapolják. A lecsapolt vas a nyersvas, ami 3-4% szenet tartalmaz. A nyersvasból nagyrészt acélt készítenek. A vaskohóba, ami 30 méter magas építmény, folyamatosan adagolják a vasércet, a kokszot, a salakképzöô mészkövet és a forró levegôt. Az olvadt salak a megolvadt nyersvas fölött helyezkedik el, így megvédi az oxidációtól, vagyis a visszaalakulástól. Idônként külön-külön lecsapolják a nyersvasat és a salakot. A kohóból nagy mennyiségľforró gáz, a torokgáz távozik a kohó tetején. Ezzel melegítik elô a kohóba fúvatott levegôt A nagyolvasztó több évig mľködik, csak akkor állítják le, ha tľzálló bélését cserélni kell. 24 - Az acélgyártás A nyersvas rideg, kemény, törékeny anyag. A

rugalmas, szívós, teherbíró acélt úgy készítik belôle, hogy széntartalmát 1,7% alá csökkentik. Az acél tehát vas-szén ötvözet, amelynek a széntartalma kisebb, mint 1,7%. Az acél széntartalmát úgy lehet a kívánt mértékre lecsökkenteni, hogy a szén egy részét kiégetik a nyersvasból. Az acélgyártás egyik módja a Siemens és martin eljárás. Ennek lényege: hogy a szén oxidálására a korrodált, rozsdásodott ócskavasat használják fel. A korrózióvédelem eredményeként az ócskavas mennyisége csökkent, így más módszert dolgoztak ki. Ez az Ld eljárás Az Ld eljárás során az Ld konverterben a nyersvas széntartalmát oxigénnel égetik ki. Ez az eljárás gyors és olcsó. Ötvözetek A több elembôl álló fémes anyagok az ötvözetek. Az ötvözetek az alapfém mellett ötvözô elemeket tartalmaznak néha egész kis mennyiségben. Ötvözéssel a fém keménysége, rugalmassága, korrózióállósága fokozható. Az ötvözés

azon alapszik, hogy hogy a fémek rácsszerkezete hasonló. Emiatt a fémek olvadékai egymással összekeverhetôk és a közös olvadék megszilárdulásakor is fémrács keletkezik. az alumínium ötvözô elemei: a réz, a cink, a magnézium, a mangán és a szilícium. Az acél, mint a vas és a szén ötvözete, tartalmazhat mégbromot,nikkelt,sziliciumot,molibdént,vanádiumot,volframot és mangánt. A fémes elemek és vegyületeik (összefoglalás) A periódusos rendszer elemeinek a többsége fém. A természetben a nemesfémek és a réz fordulnak elô elemi állapotban. A többi fém különbözô vegyületek formájában a földkéreg alkotója. A fémek sok hasonló tulajdonságot mutatnak Ćltalában szürkék, valamennyien megmunkálhatók, vezetik az elektromos áramot és a hôt. Hasonlóságuknak oka, hogy valamennyien fémrácsot alkotnak A fémrácsban a fématomok elektronjai közössé válnak és valamennyi fématomhoz egyformán tartoznak. A közös

elektronfelhô az egész fémrácsot összetartja fémes kötésben A fémek közül a nátrium, a kalcium, az alumínium és a vas tulajdonságait és vegyületeit vizsgáltuk meg. A nátrium külsô elektronhéjján 1, a kalciumén 2, az alumíniumén 3, a vasén 2 elektron van. A nátriumból egy egyszeresen pozitív ion lesz, a kalciumból egy kétszeresen pozitív ion lesz, az alumíniumból Al+++ lesz, a vas Fe++-szá, vagy Fe+++-szá válik attól függôen, hogy mivel lép reakcióba. A tanult fémek reakciói a következôk: oxigénnel fémoxidok keletkeznek, például: Na2O,CaO,Al2O3 és Fe2o3. 2. Vízzel minden esetben hidrogén fejlôdik és lúg keletkezik: NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3. 3. Sósavval minden esetben hidrogén fejlôdik és só keletkezik NaCl, CaCl2, AlCl3, FeCl2. 4. Nátriumhidroxiddal csak az alumínium lép reakcióba hidrogén fejlôdése közben. Az alumínium amfoter elem A tanult fémek legfontosabb vegyületei: 1. NaOH lúgkô, NaCl konyhasó, Na2CO3

szóda, NaHCO3 szódabikarbóna 2. CaO égetett mész, Ca(OH)2 oltott mész, CaCO3 mészkô 3. Al2O3 timföld, Al(OH)3 alumíniumhidroxid 4. Fe2O3 vörös vasérc, FeOOH vasoxidhidroxid,ez a rozsda A tanult fémek reakciókészsége eltér egymástól. A redukáló sor a tanult fémek függvényében: Ca, Na, Al, Fe, H, Cu. A redukáló sorból következtethetünk arra, hogy mely fémek képesek a savak oldatából hidrogént fejleszteni és hogy az egyes fémek mely más fémek ionjait képesek redukálni