Prehodni elementi
Prehodni elementi
Na sredini periodnega sistema, med II. in III. skupino, so prehodni elementi. Vsi prehodni elementi imajo značilne kovinske lastnosti: prevajajo električni tok in toploto, večinoma imajo visoka tališča in vrelišča, večinoma so kovni in imajo značilen kovinski sijaj. V trdnem agregatnem stanju imajo tudi veliko gostoto.
Prehodni elementi in njihove spojine so izredno pomembni za naše življenje.
1. Naštej prehodne elemente, ki so v naravi samorodni.
2. Naštej nekaj lastnosti prehodnih elementov, zaradi katerih se ti elementi in njihove spojine veliko uporabljajo.
1. Baker, srebro, zlato, platina, železo, živo srebro.
2. Prehodni elementi imajo lastnosti kovin. Vrsta prehodnih elementov je odporna proti udarcem in drugim mehanskim vplivom. Dobro prevajajo električni tok in toploto. Nekateri prehodni elementi in njihove spojine so katalizatorji. Večina spojin prehodnih elementov je obarvanih. Uporabljamo jih za barvanje in slikanje. Prehodni elementi tvorijo zlitine.
Med prehodnimi elementi je za človeka zelo pomembno železo. V železovih rudah sta predvsem železova oksida hematit, Fe2O3, in magnetit, Fe3O4.
Surovo železo, ki vsebuje ogljik, pridobivajo v plavžih. Za odstranjevanje kisika iz železove rude uporabljajo ogljik v obliki koksa, za odstranjevanje drugih nečistoč pa dodajajo apnenec, CaCO3. Koks je dobro gorljiva trdna snov, ki vsebuje pretežno ogljik.
Med prehodnimi elementi je za človeka zelo pomembno železo. V železovih rudah sta predvsem železova oksida hematit in magnetit.
Surovo železo, ki vsebuje ogljik, pridobivajo v plavžih.
Surovo železo vsebuje 4 % ogljika. Uporabnost takšnega železa je omejena, ker je trdo in krhko in se ga ne da kovati. Zato večino surovega železa v elektropečeh predelajo v različne vrste jekla. Surovo železo stalijo in talino prepihavajo s kisikom. Pri tem se del ogljika veže s kisikom v ogljikov dioksid. Jekla vsebujejo navadno manj kot 2 % ogljika. Lastnosti jekel so odvisne predvsem od vsebnosti drugih kovin in ogljika. Največ jekla uporabijo za konstrukcije v gradbeništvu.
Surovo železo vsebuje 4 % ogljika. Uporabnost takšnega železa je omejena. Zato večino surovega železa v elektropečeh predelajo v različne vrste jekla.
Lastnosti jekel so odvisne predvsem od vsebnosti drugih kovin in ogljika. Največ jekla uporabijo za konstrukcije v gradbeništvu.
Plavž v Železnikih je najstarejši ohranjeni plavž v Sloveniji.
V Sloveniji surovega železa iz železove rude ne pridobivajo več. Na Jesenicah je leta 1987 prenehal delovati zadnji plavž. Sedaj pri nas različne vrste jekla s specifičnimi lastnostmi proizvajajo iz surovega železa, ki ga uvozijo ali pridobijo iz starega železa.
Železo je proti mehanskim vplivom precej odporno, vendar se na vlažnem zraku spremeni, ker reagira s kisikom in vodo. Pri tem nastane spojina s formulo Fe2O3 · x H2O. To je diželezov trioksid z vezano vodo. Pravimo ji rja, procesu, ki poteka, pa rjavenje. Ker rja ni tesno povezana s površino, z nje odpada in je ne zavaruje. Tako v stik s kisikom in vlago prihaja vedno nova površina železa in rjavenje se nadaljuje. Rjavenje hitreje poteka v kislem okolju.
Železo je proti mehanskim vplivom precej odporno, vendar se na vlažnem zraku spremeni, ker reagira s kisikom in vodo. Pri tem nastane rja, procesu, ki poteka, pa rjavenje.
Ker rja ni tesno povezana s površino, z nje odpada in je ne zavaruje.
Rjavenje železa imenujemo tudi korozija. V suhem zraku je korozija železa manjša, ker se diželezov trioksid, Fe2O3, bolje oprijema površine in jo ščiti. Rjavenja ne moremo ustaviti, lahko pa ga upočasnimo z zaščito površine pred zunanjimi vplivi.
Tako lahko preprečimo veliko ekonomsko škodo. V ta namen železne predmete, npr. avtomobile, ograje in mostove, prebarvamo, orodje in verige premažemo z oljnimi premazi, gospodinjske aparate in vrtne garniture pa prevlečemo s plastiko.
Korozijo avtomobilov lahko upočasnimo, če z njih spiramo sol, ki se nabere na površini, ko pozimi vozimo po s soljo posutih cestah. Železne predmete pred rjavenjem zaščitimo s kromiranjem, nikljanjem ali cinkanjem.
Rjavenje železa imenujemo tudi korozija. Rjavenja ne moremo ustaviti, lahko pa ga upočasnimo z zaščito površine pred zunanjimi vplivi.
V ta namen železne predmete, npr. avtomobile, ograje in mostove, prebarvamo, orodje in verige premažemo z oljnimi premazi, gospodinjske aparate in vrtne garniture pa prevlečemo s plastiko.
Železne predmete pred rjavenjem zaščitimo s kromiranjem, nikljanjem ali cinkanjem.
1. V čem se razlikujeta železo in jeklo?
2. Katera spojina nastane, če je železo na vlažnem zraku?
- Železo je element. Jeklo je železova zlitina, ki vsebuje ogljik in manjše količine drugih elementov.
- Na vlažnem zraku nastane na površini železa rja, ki je diželezov trioksid z vezano vodo, Fe2O3 ∙ H2O.
Baker je rdečkaste barve. Pri sobni temperaturi ima visoko električno in toplotno prevodnost. Približno 75 % vsega na svetu proizvedenega bakra se uporabi za sanitarne napeljave in elektroinštalacije. Večina bakterij preživi na bakru le nekaj ur; zaradi te lastnosti ga uporabljajo pri proizvodnji živil ter za kljuke in pipe.
Baker je rdečkaste barve. Pri sobni temperaturi ima visoko električno in toplotno prevodnost. Uporabljamo ga za sanitarne napeljave in elektroinštalacije.
Cink je četrta najbolj uporabljana kovina, takoj za železom, aluminijem in bakrom. Ima pomembno vlogo v človeškem organizmu, saj je v vseh tkivih in telesnih tekočinah. Ocenjujejo, da je v človeškem organizmu do 2 g cinka. V industriji se cink uporablja za cinkanje železa in jekla ter kot konstrukcijski material, uporabljajo ga tudi za tiskarske plošče, v zdravstvu in še v mnoge druge namene.
Cink je četrta najbolj uporabljana kovina. Ima pomembno vlogo v človeškem organizmu, saj je v vseh tkivih in telesnih tekočinah. Ocenjujejo, da je v človeškem organizmu do 2 g cinka.
Zlata, srebra in platine ne uporabljajo le za nakit, ampak tudi v vrsto drugih namenov, predvsem za elektronske naprave.
Danes se zaradi omejenih virov vedno več elektronskih naprav reciklira.
Zlata, srebra in platine ne uporabljajo le za nakit, ampak tudi v vrsto drugih namenov, predvsem za elektronske naprave.
Zlatniki in srebrniki iz prve polovice 6. stoletja
Največ vzhodnogotskih zlatnikov in srebrnikov iz prve polovice 6. stoletja so pri nas odkrili na grobiščih poznoantične rimske utrdbe v Kranju. Zlatnike in srebrnike hrani Narodni muzej Slovenije v Ljubljani.
Nekateri prehodni elementi in njihove spojine so dobri katalizatorji. To pomeni, da kemijske reakcije v njihovi prisotnosti potekajo hitreje. Uporabljajo jih pri tehnoloških procesih v industriji.
Nekateri prehodni elementi in njihove spojine so dobri katalizatorji.
Izredno majhne količine nekaterih prehodnih elementov so nujno potrebne za pravilno presnovo, ki poteka v celicah našega telesa. Tem elementom rečemo oligo- in mikroelementi. To so na primer železo, baker, mangan, kobalt in cink.
Nekatere kovine so za organizme strupene. Med najbolj strupene kovine in njihove spojine uvrščamo svinec, živo srebro in kadmij. Najbolj strupena svinčeva spojina je svinčev tetraetil, ki so ga včasih dodajali visokooktanskemu bencinu. Zdaj uporabljamo neosvinčeni bencin, ki te spojine ne vsebuje več.
Staro železo ali baker lahko uporabimo ponovno, iz uporabljenih aluminijastih pločevink lahko naredimo nove.
Rud, iz katerih dobivamo kovine, je v naravi vse manj. Zato kovine nadomeščajo z drugimi materiali s podobnimi ali še ustreznejšimi lastnostmi. Kovine iz odpadnih predmetov lahko tudi ponovno uporabimo. Tako recikliramo materiale iz odpadnih predmetov in jih uporabimo kot sekundarne surovine.
Zlitine
Mehansko odporne materiale, ki počasi reagirajo s snovmi v okolju in imajo še druge za tehniko pomembne lastnosti, dobimo tako, da pripravimo zmesi dveh ali več kovin. Homogene zmesi dveh ali več kovin imenujemo zlitine. Z zlitinami kovin se srečujemo vsak dan, saj so predmeti, narejeni iz njih, pomembni za naše življenje.
Mehansko odporne materiale, ki počasi reagirajo s snovmi v okolju in imajo še druge za tehniko pomembne lastnosti, dobimo tako, da pripravimo zmesi dveh ali več kovin. Homogene zmesi dveh ali več kovin imenujemo zlitine.
Najbolj znani zlitini sta bron in medenina.
Bron je zlitina bakra in kositra, ki se lahko uliva. Ko se bron strdi, je zelo trd in obstojen. Zlitina ima lep zven, zato se uporablja za zvonove.
Medenina je zlitina bakra in cinka.
Najbolj znani zlitini sta bron in medenina.
Zlato je za izdelovanje nakita premehko, zato mu dodajo druge kovine. Nastale zlitine so trše od čistega zlata.
Količino zlata v zlitini izrazimo z enoto karat. Čisto zlato ima 24 karatov, v 18-karatnem zlatu pa je 25 % drugih kovin.
1. Ali so zlitine čiste snovi ali zmesi?
2. V čem se 24-karatno zlato razlikuje od 18-karatnega?
1. Zlitine so zmesi različnih kovin in tudi drugih elementov.
2. S karati označujemo čistost zlata. Čisto zlato ima 24 karatov, v 18-karatnem zlatu pa je 25 % drugih kovin.
KLJUČNE BESEDE
• prehodni elementi • železo • jeklo • rjavenje • zlitine
POVZETEK
Železo je pomemben prehodni element. V plavžih pridobivamo surovo železo, ki ga predelajo v različne vrste jekla. Lastnosti jekla so odvisne od vsebnosti drugih kovin in ogljika. Na železu nastane na vlažnem zraku diželezov trioksid z vezano vodo, Fe2O3 · xH2O. Pravimo mu rja, procesu, ki poteka, pa rjavenje. Med prehodnimi elementi je vrsta za življenje pomembnih kovin. Veliko se uporabljajo zlitine teh kovin – homogene zmesi dveh ali več kovin. Najbolj znani sta bron in medenina