https://peda.net/id/ea1018aa6cf 2020-03-23T14:00:39+02:00 https://peda.net/:static/543/peda.net.logo.bg.svg <div class="license">Tämän sivun lisenssi <a rel="license noopener" href="https://peda.net/info" target="_blank">Peda.net-yleislisenssi</a></div> https://peda.net/id/66e79a346d2 2020-03-23T18:09:29+02:00 <p>Metallit ovat maaperän kivilajeissa yhdisteinä, <strong>mineraaleina</strong>.</p> <p><strong>Malmi</strong> on mineraali, jossa on jotain hyötymetallia niin paljon, että sen erottaminen on <br/> <strong>taloudellisesti</strong> <strong>kannattavaa</strong>. Malmit ovat yleensä <strong>oksideja</strong> (magnetiitti, hematiitti) tai <br/> <strong>sulfideja</strong> (kuparihohde, kuparikiisu). Rikastus on hyötymetallin erottamista malmista ja <br/> sivukiven poistamista.</p> <p>Rautaoksidi pelkistyy <strong>raakaraudaksi</strong> kuilu-uunissa, <strong>masuunissa</strong> hiilen. Hiilimonoksidi CO <br/> riistää hapen oksidimalmista. Hiili poistetaan raakaraudasta (valuraudasta) hapella, jolloin <br/> saadaan <strong>terästä,</strong> (C &lt;1,7 %). Teräkseen lisätään kromia (ja nikkeliä), kun valmistetaan <br/> <strong>ruostumatonta</strong> terästä.</p> <p><strong>Metalliseokset</strong> ovat usein käyttökelpoisempia kuin puhtaat metallit esim. kovempia tai <br/> kestävät paremmin korroosiota eli syöpymistä. Pronssi = Cu+Sn, messinki = Cu+Zn,<br/> juotostina = Pb+Sn.</p> <p>Rauta <strong>karkaistaan</strong> jäähdyttämällä nopeasti esim. vedellä =&gt; kovuus paranee, hauraus lisääntyy. <br/> <strong>Päästäminen</strong> tapahtuu hitaasti jäähdyttämällä =&gt; sitkeys ja muokattavuus lisääntyy.</p> <p><strong>Metallihila</strong> on positiivisten metalli-ionien muodostama tiivis rakenne, jota ympäröi <br/> <strong>vapaat elektronit</strong> (metalleilla yleensä 1-3 ulkoelektronia, jotka osallistuvat sitoutumiseen). <br/> Posit. ionien ja vapaiden elektronien sähköinen vetovoima aiheuttaa metallisidoksen ja <br/> <strong>ominaisuudet</strong>: sitkeys eli muokattavuus, sähkön- ja lämmönjohtavuus, metallin kiilto, <br/> melko korkeat sulamis- ja kiehumispisteet sekä tiheydet (raskaita).</p> <p><strong>Hapettumisessa</strong> aine luovuttaa ja <strong>pelkistymisessä</strong> ottaa vastaan elektroneja. <br/> <strong>Palamisessa </strong>aine yhtyy <strong>happeen</strong> muodostaen oksideja.</p> <p><strong>Epäjalot</strong> metallit <strong>syöpyvät</strong> jo laimeiden happojen vaikutuksesta vapauttaen <strong>vetyä</strong>. <br/> <strong>Reaktiivisimpia</strong> ovat alkali- ja maa-alkalimetallit, joista osa reagoi jopa veden kanssa.</p> <p>Esim. 2 Na + 2 H₂O -&gt; 2 NaOH + <strong>H₂ </strong> Mg + 2 HCl -&gt; MgCl₂+ <strong>H₂</strong></p> <p><strong>Metallien sähkökemiallinen jännitesarja</strong> on laadittu <strong>kokeellisesti</strong> vertaamalla eri <br/> metallien kykyä luovuttaa elektroneja. Sarjan alussa ovat reaktiivisimmat epäjalot metallit <br/> ja viimeisinä vedyn jälkeen <strong>jalometallit</strong>, jotka eivät reagoi happojen kanssa ja voivat olla <br/> luonnossa metalleina: Cu, Hg, Ag, Pt, Au.</p> <p>Kun <strong>epäjalompi metalli</strong> on jalomman metallin ioneja sisältävässä liuoksessa, <strong>epäjalompi <br/> hapettuu</strong> eli syöpyy ioneiksi liuokseen ja jalomman ionit pelkistyvät atomimuotoon. <br/> Kun <strong>jalompi metalli</strong> on epäjalomman metallin ioneja sisältävässä liuoksessa, <strong>ei tapahdu reaktiota</strong>.</p> <p>Esim. rautanaula kupari-ioniliuoksessa Fe + Cu²⁺ -&gt; Fe²⁺ + Cu , rauta hapettuu ja kupari pelkistyy.</p> <p>hopeasormus kupari-ioniliuoksessa Ag + Cu²⁺ -&gt; Ag + Cu²⁺ , ei reaktiota</p> <p><strong>Elektrolyytti</strong> on sähköä johtava, ioneja sisältävä liuos esim. suolaliuos tai –sulate, <br/> happo- tai emäsliuos.</p> <p><strong>Sähköparissa</strong> on <strong>kaksi eri</strong> metallia elektrolyytissä. Se perustuu metallien erilaiseen <br/> kykyyn luovuttaa elektroneja. Metallien välille muodostuu sähköisen tilan ero eli <strong>jännite</strong>. <br/> Jännite on sitä <strong>suurempi</strong>, mitä <strong>kauempana</strong> metallit ovat toisistaan sähkökemiallisessa <br/> jännitesarjassa. Akuissa ja paristoissa <strong>kemiallinen reaktio synnyttää sähkövirtaa</strong> (el. liikettä).</p> <p><strong>Elektrolyysissä</strong> <strong>sähkövirta aiheuttaa kemiallisen reaktion</strong> elektrolyyttiliuoksessa. <br/> Sähköisen <strong>vetovoiman</strong> vaikutuksesta –ionit vaeltavat +navalle ja +ionit –navalle. <br/> Negatiiviset ionit hapettuvat eli luovuttavat el. ja positiiviset ionit pelkistyvät eli vastaan ottavat el. <br/> Elektrolyysi vaatii <strong>tasavirtalähteen</strong>. Sitä käytetään esim. metallien puhdistamisessa (Cu) <br/> ja valmistamisessa (I ja II ryhmä), metallilla päällystämisessä (galvanointi, kuparointi, hopeointi, <br/> kultaus), NaOH:n valmistamisessa, veden hajottamisessa vedyksi ja hapeksi.</p> <p><strong>Kemiallinen korroosio</strong> on metallin syöpymistä, hapettumista ilman <strong>kosteuden ja hapen</strong> <br/> vaikutuksesta. Rauta <strong>ruostuu</strong> puhki, mutta monien metallien pintaan muodostuu suojaava, <br/> tiivis oksidikerros (Al, Zn, Cr). Vihertävä <strong>patina</strong> (Cu(OH)₂ + CuCO₃) suojaa kuparia hapettumiselta. <br/> Korroosiota nopeuttaa mm. elektrolyytit.</p> <p><strong>Sähkökemiallisessa korroosiossa </strong>epäjalompi metalli syöpyy, kun muodostuu sähköpari. <br/> Sitä voidaan hyödyntää raudan suojaamisessa esim. päällystämällä se epäjalommalla metallilla <br/> (galvanointi Zn:llä) tai käyttämällä uhrimetallia (laivat ja kaasuputket).</p> <p>Elektrodit ovat sähköä johtavia sauvoja esim. hiiltä tai platinaa. (Anodi posit. ja katodi negat.)</p> <p>Monet metallit ovat liukoisessa muodossa ympäristömyrkkyjä: Hg, Pb, Cd ja Al.</p> <p> </p> 2020-03-23T18:07:32+02:00