Metallien ominaisuudet ja kierrätettävyys

  • Metalliatomit luovuttavat uloimman kuoren 1 - 3 elektronia, jolloin syntyy positiivisia metalli-ioneja ja vapaita elektroneja. Näiden välillä olevaa vahvaan sähköistä vetovoimaa kutsutaan metallisidokseksi.
    • data_url_to_image_xzkx52.png
    • Elektronit pääsevät vapaasti liikkumaan metallihilassa
  • Metallien ominaisuudet:
    • hyvä lämmön- ja sähkönjohtokyky
    • muokattavuus
    • korkea sulamispiste
    • muokattavuus
    • lujuus, kovuus, kiilto
  • Metalliseos eli lejeerenki saadaan, kun metalleja sekoitetaan keskenään
    • pronssi on kuparin ja tinan seos
    • ruostumaton teräs on raudan, hiilen ja kromin seos
  • Suurin osa jaksollisen järjestelmän metalleista on siirtymämetalleja
    • d-orbitaalit ovat osittain täyttyneet
    • ylemmän kuoren s-orbitaali täyttyy ennen alemman kuoren d-orbitaalin täyttymistä
    • esiintyvät useilla hapetusluvuilla
      • voivat luovuttaa s- ja d-orbitaalien elektroneja


Korroosio ja sen ehkäiseminen

data_url_to_image_3b1pbq.png

  • metallien kemiallinen vahingoittuminen hapettumalla
    • kyseessä on hapettumis-pelkistymisreaktio
  • tarkoitetaan usein raudan ruostumista
    • ruostumisen ehtona ovat ilman happi, vesi (kosteus) ja siihen liuenneet suolat
    • data_url_to_image_q39acs.png
      • [[$2\ Fe\rightarrow2\ Fe^{2+}+4e^-\ \ \ E_h=0{,}44\ V$]]
      • [[$2\ H_2O\ +O_2+4e^-\rightarrow4OH^-\ \ E_p=0{,}40\ V$]] 
    • Kokonaisreaktio
      • [[$2\ Fe\left(s\right)+2H_2O\left(l\right)+O_2\left(g\right)\rightarrow\ 2Fe^{2+}(aq)+4\ OH^-(aq)\ \ E=0{,}84\ V\ eli\ spontaani\ reaktio$]] , 
      • Tästä rauta(II) -ionit hapettuvat edelleen rauta(III) -ioneiksi. Nämä muodostavat seoksen oksideita ja hydroksideja, joka on punertavanruskeaa ruostetta.
      • Jos happi pelkistyy happamissa olosuhteissa eli pelkistymisreaktio on
        • [[$O_2\left(g\right)+4\ H^+\left(aq\right)+4e^-\ \rightarrow\ 2\ H_2O\ \left(l\right){,}\ E_p=1{,}23\ V\ $]]
      • niin reaktio tapahtuu edellistä helpommin. ⇒ Alhainen pH (happamat olosuhteet) lisäävät korroosiota.

  • Joidenkin metallien, kuten alumiinin, pintaan muodostuu tiivis oksidikerros, joka suojaa korroosiolta
  • Kupari ja hopea hapettuvat pinnaltaan ilman kosteuden ja kaasujen vaikutuksesta
    • kuparin pintaan muodostuu vihreä patina, joka on lähinnä kuparikarbonaattia
    • hopeaesineiden tummuminen johtuu hopeasulfidin muodostumisesta 


Korroosion suojaus
  • maalaaminen ja massaaminen
  • galvanointi
    • esim rauta voidaan päällystää sitä helpommin hapettuvalla metallilla kuten sinkillä, Zn
      • Zn hapettuu Fe:n säilyessä
  • Uhrimetallin (uhrianodi) käyttö
    • Suojattavaan metallikappaleeseen yhdistetään epäjalompaa metallia oleva metallikappale, joka hapettuu helpommin
    • data_url_to_image_xebgan.png
    • Tässä Mg hapettuu: [[$Mg\left(s\right)\rightarrow Mg^{2+}+2e^-$]]
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.