FÉMES ELEMEK.

Az előadások a következő témára: "FÉMES ELEMEK."— Előadás másolata:

1 FÉMES ELEMEK

2 Az ismert elemek 4/5-e a fém
nagy számuk ellenére nagyobb köztük a hasonlóság, mint a nemfémes elemek között. jellemző rájuk néhány ún. fémes tulajdonság átlátszatlanok, jellegzetesen verik vissza a fényt, fémfényük van. színük általában a szürke valamelyik árnyalata (fehértől a feketéig), kivéve az aranyat és a rezet, melyek sárgák. szilárdak (a higany kivételével) olvadáspontjuk tág határok között változik. Sűrűségük is változó 5g/cm3 alatti sűrűségűek a könnyűfémek 5g/cm3 feletti sűrűségűek a nehézfémek jól megmunkálhatók, nyújthatók, kalapálhatók, bár ennek mértéke az egyes fémek esetében változatos. jól vezetik a hőt és az elektromos áramot. áramvezető képességük a hőmérséklet emelkedésével csökken.

3 savakkal hidrogénfejlődés közben reagál többségük (pl.: Mg; Al; Fe),
egyes fémek csak oxidáló savakban oldhatók (Ag; Cu). közismert oldószerekben nem oldódnak, de egymás olvadékában általában igen. ez utóbbi megszilárdulása során jönnek létre az ötvözetek. Előfordulásuk a nemesfémek kivételével vegyületeikben fordulnak elő. Előállításuk. érceikből a kohászat során elektromos vagy kémiai redukcióval fémek korróziójának A fémek felületén a levegő oxigén-, nedvességtartalmának, vagy egyéb anyagok hatására kémiai átalakulás, vegyületképződés jön létre, egyes fémek felületén a kialakuló oxidréteg a fém további korrózióját megakadályozza, passziválja azt (Mg; Al; Cu). A korrózió elleni védelem elterjedt formái a különféle bevonatok kialakítása (festékek, oxid- vagy foszfátrétegek) vagy a korróziónak ellenálló ötvözetek előállítása

4 Nátrium (Na) és kálium (K)
alkálifémek ezüstfehér szín alacsony olvadáspont igen kis keménység könnyűfémek. reakciókészségük igen nagy, a vízzel hevesen reagálnak, a levegőn könnyen oxidálódnak ezért fémes állapotban petróleum alatt kell őket tárolni. az élő szervezetek számára létfontosságúak a sejtek ozmotikus egyensúlyának kialakítása, az ingerületi folyamatokban, a vér pH állandóságának kialakításában. vegyületeiket igen széles körben használják fel.

5 Nátrium-klorid (NaCl)
kősó vagy konyhasó Színtelen kristályos anyag. Vízben jól oldódik, Előfordulása tengervízben valamint sótelepeken Felhasználása Vegyipari alapanyag. tartósítószer és ételízesítő Nátrium-hidroxid (NaOH) lúgkő, vagy marónátron erősen higroszkópos kristályos vegyületet vízben hőfejlődés közben oldódik, oldata erősen lúgos, maró anyag. zsíroldó szer lefolyótisztítók alkotórészeként találkozhatunk vele. régen a szappanfőzéshez használták.

6 Nátrium-hidrogén-karbonát (NaHCO3)
szódabikarbóna vizes oldata gyengén lúgos kémhatású felhasználása gyomorsavtúltengés ellen savlekötő sütőpor 50°C felett gázképződés közben bomlik  Nátrium-karbonát (Na2CO3) szóda, sziksó fehér kristályos anyag vízben oldódik Előfordulás szikeseken Felhasználása régebben mosás, üveg- és mosószergyártás vízlágyítás

7 A nátrium és kálium egyéb vegyületei A nátrium-szulfát (glaubersó)
keserű ízű vizes oldata hashajtószer A nátrium-tioszulfát (fixírsó) redukáló hatású, a fényképészetben rögzítősó A nátrium-nitrátot (chilei salétrom) műtrágya robbanószerek gyártására A nátrium-foszfát (trisó) zsíros szennyeződések eltávolítása vízlágyításra alkalmas. A nátrium-szilikát (vízüveg) ragasztók kötőanyaga felületek (pl.: színházi díszletek) tűzmentesítése A kálium-jodid konyhasó jódozására alkalmazzák. A kálium-hidroxidot és a kálium-karbonátot (hamuzsír) kenőszappanok gyártása A kálium-nitrát (salétrom) robbanószerek alkotórésze Húsok tartósítása és pácolása

8 Magnézium (Mg) és kalcium (Ca)
kis keménységű, világos színű könnyűfémek. levegőn oxidréteg alakul ki felületükön ami a további oxidációt megakadályozza. a magnézium magas hőmérsékleten reakcióképes a kalcium reakcióképesebb hideg vízzel is reagál hidrogén fejlődés közben. Előfordulásuk földkéreg ásványaiban, kőzeteiben az élő szervezetekben klorofill alkotórésze állati és emberi életműködésekben véralvadás, ingerületvezetés, izomműködés, immunrendszer működése, a csontok felépítése, szívműködés és vérkeringés szabályozása

9 Kalcium-karbonát (CaCO3)
Előfordulása: mészkő, márvány, kalcit kőzetekben Vízben nem, de híg savakban oldódik szén-dioxid fejlődése közben. Zárt térben hevítve (mészégetés) szén-dioxidra és kalcium-oxidra (CaO; égetett mész) bomlik. Ez utóbbiból víz hatására kalcium-hidroxid ( Ca(OH)2; oltott mész) keletkezik. Ezt használják meszelésre, habarcskészítésre mivel a levegő szén-dioxidjával kalcium-karbonáttá alakul. Kalcium-szulfát (CaSO4) Előfordulása: gipsz, alabástrom Hevítve elveszíti kristályvíztartalmát, az égetett gipsz vízzel péppé keverve rövid idő alatt megszilárdul. Építőiparban, szobrászatban, törött végtagok rögzítésénél elterjedt anyag.

10 A magnézium és a kalcium egyéb vegyületei A dolomit (CaMg(CO3)2)
ismert ásvány, kőzetalkotó A magnézium-oxid (MgO; magnézia), laza fehér por, tornászok, súlyemelők használják a tenyér csúszóssága ellen, az iparban tűzálló edényeket készítenek belőle. A magnézium-szulfát (MgSO4; keserűsó) erős hashajtószer. A kalcium-klorid (CaCl2) higroszkópos laboratóriumokban szárításra használják.

11 a kalcium- és magnéziumsók határozzák meg a vizek keménységét.
A vizek keménysége a kalcium- és magnéziumsók határozzák meg a vizek keménységét. Változó keménység A magnézium- és kalcium-hidrogénkarbonátok melegítés hatására elbomlanak, karbonát formájában kicsapódnak (vízkő), Állandó keménység az egyéb sók forralás után is megmaradnak. lágy a víz, ha kevés van belőlük kemény a víz, ha sok van belőlük A kemény víz nem jó mosásra, ugyanis a szappanokkal, mosószerekkel a kalcium- és a magnézium-ionok oldhatatlan csapadékot képeznek, a szappan kemény vízben nem habzik. a vízvezetékekben, kazánokban, mosógépben kiváló vízkő jelentős károkat okozhat. vízlágyítás sókat oldhatatlan formában kicsapó vegyszerek használata ioncserélő műgyanták alkalmazása desztillálással

12 Az alumínium (Al) ezüstfehér színű könnyűfém
felületén a levegőn állva a további oxidációtól megvédő oxidréteg alakul ki. az oxidréteget mesterségesen növelni is szokták (eloxálás). az oxidréteg eltávolítása után reakcióképessé válik, a vízzel hidrogénfejlődés közben reakcióba lép. amfoter jellegű elem, savakban és lúgokban egyaránt oldódik. előfordulása földkéregben (földpát, kaolin), legfontosabb érce a bauxit. felhasználása Könnyűsége, korrózióállósága, jó nyújthatósága és hengerelhetősége valamint kiváló elektromos és hővezető képessége miatt igen széles körben elterjedt repülőgépek, hajók gyártására, edények, tartályok, kilincsek, fogantyúk készítésére, rozsdamentes bevonatok, fóliák, elektromos vezetékek és sok egyéb dolog előállítására. a táplálékkal, vízzel a szervezetbe kerülhet ahonnan rendesen ki is ürül. Idősebb korban azonban alumínium-szilikát formájában az agy egyes területein lerakódva az Alzheimer-kór (időskori elbutulás) tényezője.

13 Alumínium-oxid (Al2O3) korund
színtelen, kristályos, igen nagy keménységű anyag. csiszoló anyagokat, dörzspapírt (smirgli) állítanak elő belőle. fémoxidokkal szennyezett változatai különféle színű drágakövek: a rubin vörös (króm-oxidtól), a zafír kék (titán-oxidtól). A bauxitból előállított formája a timföld, mely olvadékának elektrolízisével állítják elő az alumíniumot. Kálium-alumínium-szulfát (Kal(SO4)2) timsó színtelen, kristályos fanyar, savanyú ízű, vérzéscsillapításra használják összehúzó hatása alapján.

14 Vas (Fe) ezüstszürke színű nehézfém.
tiszta állapotban puha, a szennyeződések rideggé, szilárdabbá teszik. nedves levegőn a felületén rozsda keletkezik, amely nem védi meg a további átalakulástól. tömény oxidáló savak hatására a felületén passziváló oxidréteg képződik vegyületei igen elterjedtek érceiből redukcióval állítják elő a nyersvasat amely még rideg, törékeny, nehezen megmunkálható. olyannyira elterjedt, hogy gyakran a fém szó szinonímájaként említjük. gyártanak belőle járműveket, motorokat, edényeket, csöveket, szerelvényeket, huzalokat, szegeket, csavarokat, szerszámokat, evőeszközöket és sok minden egyebet. A vas nélkülözhetetlen elem az élőlények számára. övényekben a vashiány sárgás elszíneződéssel (klorózis ) jelentkezik. az állatokban és az emberben a vas szükséges a hemoglobin, a mioglobin és egyes enzimek képződéséhez. szükséges a nukleinsav-szintézishez és az immunredszer megfelelő működéséhez is. hiánya vérszegénységet okoz.

15 Réz (Cu) vörös színű nehézfém, félkemény,
kitűnően vezeti a hőt és az áramot az oxidációtól a felületén kialakuló zöldes színű patina védi meg. savak a levegő oxigénje segítségével fel tudják oldani, emiatt nem szabad rézedényben savanyú ételt tárolni. A természetben elemi állapotban és vegyületei formájában is előfordul. Jelentős a felhasználása az elektrotechnikában. oldható vegyületei mérgezők. a réz-szulfát (rézgálic, kékkő), kék színű, vízben oldódó kristályos anyag, gombaölő hatású növényvédőszerként használják.

16 Ezüst (Ag) Arany (Au) Ezüstfehér nehézfém. Nagyon jól megmunkálható.
A vezetőképessége a fémek között a legjobb. tömény kénsav és salétromsav oldja csak. A levegő kén-hidrogén tartalma, illetve kéntartalmú vizek hatására felületén fekete ezüst-szulfid bevonat keletkezik. A természetben elemi állapotban és vegyületeiben is előfordul. Az elektrotechnikában és ékszerek készítésére használják. Vegyületei mérgezők, mivel a fehérjéket kicsapják. Arany (Au) Sárga színű, puha nehézfém. Nem reakcióképes nemesfém. a tömény sósav salétromsav elegye (királyvíz) oldja. Ritka elem, leginkább elemi állapotban, szemcsék vagy rögök formájában fordul elő. Ékszerek, elektronikai eszközök előállítására használják, de puhasága miatt gyakran inkább az ötvözeteit alkalmazzák.

17 Egyéb fémek ón (Sn) ólom (Pb) A króm (Cr)
élelmiszerek csomagolása (sztaniol) konzervdobozok belső felületének bevonása ötvözőfém, rézzel való ötvözete a bronz. ólom (Pb) puha nehézfém. elemi állapotban és vegyületeiben is mérgező, vízvezetékcsövek (régen) akkumulátorok és radioaktív sugárzás elleni védőberendezések gyártása vegyületei a festékiparban használatosak A króm (Cr) ötvözés, fémfelületek bevonása

18 volfrám (W) mangán (Mn) nikkel (Ni) platina (Pt) cink (Zn) higany (Hg)
kemény acélok ötvöző anyaga villanyégők izzószála mangán (Mn) ötvöző anyagként a fémek korrózióállóságát növeli. a kálium-permanganát oxidáló hatású fertőtlenítőszer nikkel (Ni) korrózióálló bevonó és ötvöző fém. platina (Pt) laboratóriumi eszközök, elektródák termoelemek alapanyaga, ékszerkészítésre is használják (fehér arany). cink (Zn) korrózióálló bevonatként (horganyzott bádog), ötvözőanyagként (sárgaréz) ismert. higany (Hg) folyékony, könnyen párolgó fém. Hőmérők, kvarclámpák, festékek, kozmetikumok készítésénél használatos. Gőzei illetve vegyületei mérgezőek