5. Materiaaleja elottomasta luonnosta
Mineraalit
Maaperästä saadaan mineraaleja eli kivennäisiä. Osa mineraaleista, kuten kulta (Au), on alkuaineita. Alkuaineen merkissä on vain yksi iso kirjain.
Osa mineraaleista, kuten kvartsi (SiO2), on taas yhdisteitä. Yhdisteen merkissä on vähintään kaksi isoa kirjainta. Kuvassa on kvartsikiteitä.
Kukin alkuaine koostuukin pelkästään yhden aineen atomeista. Esimerkiksi hiili on alkuaine, ja sen kemiallinen merkki on C. Kuvaan on koottu joitakin muitakin alkuaineita.
Yhdessä kivilajissa on 3–5 mineraalia eli kivennäistä. Esimerkiksi graniitissa on kolme mineraalia: valkoinen kvartsi, punainen tai harmaa maasälpä ja musta liuske. Jalkakäytävien reunuskivet ovat usein graniittia.
Mineraaliperäisiä maalajeja ovat esimerkiksi moreeni, sora, hiekka ja savi. Moreenissa kaikki alkuperäiset ainekset ovat vielä täysin sekaisin ja erottelematta. Virtaavat vedet ovat erotelleet muut maalajit toisistaan ja kasanneet eri paikkoihin. Soraa vesi on kuljettanut lyhimmän matkan, sitten hiekkaa ja pisimmälle savea.
Maalajeja: Hienoa hiekkaa, soraa, hiekkaa ja savea.
Rantatörmältä on tullut maata näkyviin.
Lasi
Lasin tekoon tarvitaan puhdasta valkoista kvartsihiekkaa, jota saadaan esimerkiksi Tanskasta. Puhtaasta kvartsihiekasta tulee kirkasta lasia. Suomalaisesta hiekasta tulee vihertävää lasia.
Käytännössä lasi on sulatettua hiekkaa. Erilaisia lasilaatuja saadaan aikaan sekoittamalla hiekkaan sopivia lisäaineita. Lisäaineet vaikuttavat esimerkiksi lasin kovuuteen tai sen väriin. Hiekka sulatetaan erittäin kuumassa uunissa, jolloin sulaa, mutta varsin sitkeää lasimassaa voidaan muotoilla.
Lasin tekoon tarvitaan puhdasta valkoista kvartsihiekkaa.
Lasi korvataan nykyisin monessa paikassa muovilla, sillä lasi on painavaa ja särkyy helposti pudotessaan. Lasi ei kuitenkaan naarmuunnu yhtä helposti kuin muovi. Juhla-astiastoissa lasi on säilyttänyt asemansa, vaikka rikkoutuukin helposti. Lasista ei juurikaan liukene juomiin mitään ylimääräisiä aineita.
Myös ikkunoissa lasilla on valta-asema, vaikka muovinen pleksi sitä hieman uhkaakin. Lasi on pleksiä jäykempää. Nykyaikainen lasi ei myöskään vääristä näkymää.
Juhla-astiastoissa ja kasvihuoneissakin lasi on säilyttänyt asemansa.
Metalli
Metallit ovat hyödyllisiä aineita, joita käytetään esimerkiksi kolikoissa. Usein metallia saadaan maaperän malmista. Malmi on kivi, jossa on niin paljon metallia, että sitä kannattaa hyödyntää.
Esimerkiksi kuparimalmista saadaan kuparia (Cu) ja rautamalmista rautaa (Fe). Joitakin metalleja, kuten kultaa (Au), voi luonnosta löytää myös puhtaina hippuina. Kuvassa on magnetiittia, joka on eräs rautamalmi.
Muovi on syrjäyttänyt metallin monessa esineessä. Metalleja käytetään kuitenkin silloin, kun tarvitaan pitkäaikaista kestävyyttä (koneet), hyvää lämmönjohtokykyä (kattilat) tai tehokasta sähkönjohtokykyä (sähköjohdot).
Metallia voidaan sulattaa ja käyttää yhä uudelleen. Metalleja voidaan myös helposti sekoittaa, jolloin saadaan juuri sopivia ominaisuuksia. Tavallinen seosmetalli on messinki, jossa yhdistyy kupari ja tina. Kuvassa oleva rumpusetin lautanen on messinkiä.
Kattilat ja paistinpannut ovat edelleenkin pääosin metallia, vaikka kahvat ja pinnoitteet voivatkin olla muovia tai keraamista ainetta. Metalli johtaa hyvin lämpöä. Monesti kattilat ovat ruostumatonta terästä, joka on metalliseos.
Sähköjohtimet ovat metallia, koska se johtaa hyvin sähköä. Sähköjohdossa on vähintään kaksi johdinta. Tässä sähköjohdossa niitä on kolme, ja ne ovat kuparia. Tietokoneen sisällä olevat johtimet voivat olla jopa kultaa. Voimalinjojen paksut johtimet ovat alumiinia, sillä niiden pitää olla kevyitä.
Työkalut, tai ainakin niiden teräosat, valmistetaan metallista. Yleensä materiaali on terästä. Se on seosmetalli, josta suurin osa on rautaa (Fe).
Lisäaineilla siitä on saatu kovaa ja kestävää. Tärkeä teräksen osa on myös hiili (C).
Tiivistelmä
- Kivilajit ovat koostuneet mineraaleista eli kivennäisistä, jotka ovat alkuaineita tai niiden yhdisteitä.
- Lasia tehdään sulattamalla kvartsihiekkaa ja lisäämällä siihen sopivia lisäaineita.
- Metallit ja niiden seokset ovat kestäviä ja johtavat hyvin sekä lämpöä että sähköä.
