A nemfémes elemek és egymással képzett vegyületeik

A hidrogén és vegyületei

A hidrogén a legkisebb legegyszerűbb atom. Az atommagjában lévő egyetlen proton körül az 1s alhéj egyetlen elektronja található. A hidrogén színtelen, szagtalan gáz. Sűrűsége az összes gáz közül a legkisebb. Olvadáspontja, forráspontja rendkívül alacsony. Diffúziósebessége, hővezető-képessége nagy, vízben, poláris oldószerekben, csekély mértékben oldódik.

Vegyületei kőzetekben, szerves anyagokban, nagy mennyiségben található. A hidrogén molekula kötési energiája nagy. Ezért a hidrogén gáz kevésbé reakcióképes. A hidrogén és az oxigén gáz 2: 1 térfogatarányú elegyét durranógáznak nevezzük. A hidrogén égése során víz keletkezik. A hidrogén halogénekkel is reakcióba lép. Klórral megvilágítás hatására hidrogén-kloridot képez H2+Cl2 = 2HCl. A hidrogének különböző elemekkel alkotott kettős vegyületei a hidridek. Az ionrácsos hidrideket alkáli fémek és alkáliföldfémek képeznek. Kovalens kötésű hidrideket nem fémes elemek alkotnak a hidrogénnel (CH4, NH3, H2O).

A halogének és vegyületei

A halogének atomjanak vegyértékhéj szerkezete : Ns2np5. A halogéneknek kevés izotópjuk van: a fluor és a jód úgynevezett, tiszta elemek, azaz egyféle tömegszámú atomokból állnak. A halogének elemi állapotban kétatomos molekulát alkotnak: F2, Cl2, Br2, I2. Az apoláris kétatomos molekulák között folyadék, ill. szilárd állapotban gyenge másod rendű kötések hatnak, melyek erőssége a molekulák méretének növekedésével nő. Ennek eredményeként a halogénelemek olvadás-és forráspontja is emelkedik. A halogének kellemetlen, szúrós szagú anyagok, színük változó. A halogének a legreakcióképesebb elemek közé tartoznak.

Fluor (F2)
A fluor zöldessárga, mérgező gáz. Elektron negativitása az összes elem között a legnagyobb, emiatt a legreakcióképesebb halogén elem. A fluor minden elemtől elektront von el , ezért a legerélyesebb oxidáló hatású anyag. A legtöbb fémmel könnyen reakcióba lép. Nagy reakció képessége miatt elemi állapotban nem található természetben , csak ásványaiban fordul elő.

Klór (Cl2)
A klór sárgás zöld színű, szúrós szagú, mérgező gáz. Vízben oldódik. A legtöbb elemmel közvetlenül egyesül. A klórgáz vízben oldódik, vizes oldata a klóros víz. Az oldott klór molekulák egy része reakcióba lép a vízzel hidrogén-klorid és hipoklórsav képződik H2O+CL2 = HCL+HOCL. A klór a hidrogénnel egyesülve hidrogén-kloridot képez. A nagyipari sósavgyártás ezen a reakción alapul: H2+CL2 = 2HCL.

Bróm (Br2)
A bróm vörösbarna színű, gyorsan párolgó folyadék. Az egyetlen cseppfolyós nemfémes elem. Gőze kellemetlen, szúrós szagú és erősen mérgező. Bőrre cseppenve nehezen gyógyuló sebet okoz. Vízben és szerves oldószerekben oldódik. Vizes oldata a brómos víz oxidáló hatású: H2O+Br2 = HOBr. Kevésbé reakcióképes, gyengébb oxidáló hatású és hidrogénnel is csak magasabb hőmérsékleten egyesül.

Jód (I2)
Az elemi jód kétatomos molekulái szürke, fémfényű kristályokat alkotnak. Melegítve szublimálódik, és lila színű gőzzé alakul. Vízben alig oldódik. A jód oxigéntartalmú oldószerekben pl: alkoholban, éterben vörösbarna színnel, oxigénmentes oldószerekben pl: szén-etrakloridban vagy benzolban lila, illetve vörös színnel oldódik. Kémiailag a jód a halogének között a legkevésbé aktív elem. Reakciói lassúak, pl: hidrogénnel csak magas hőmérsékleten egyesül.

Hidrogén-klorid (HCL)
A hidrogén-klorid színtelen, szúrós szagú, vízben igen jól oldódó gáz. A HCL-gáz 83 C-on cseppfolyósítható. A hidrogén-klorid vizes oldata a sósav. Sósavban a fémek egy része pl: cink, vas magnézium jól oldódik, hidrogéngáz képződése közben. A rézre, ezüstre a sósav hatástalan. A hidrogén-kloridot az iparban elemeiből állítják elő szintézissel: H2+Cl2 = 2HCl. A folyamat során jelentős mennyiségű hő fejlődik.

Az oxigéncsoport nemfémes elemei és vegyületei

Az atomjaik vegyértékhéj-szerkezete ns2p4. Az oxigén és kén kifejezetten nemfémek A szelénnek és tellúrnak fémes és nemfémes tulajdonságú módosulatai vannak, a polónium viszont fémes elem.

Oxigén (O2)
Az oxigén atomjai kétatomos apoláris molekulákat alkotnak. A molekulában az atomok kettős kötéssel kapcsolódnak. Az oxigén színtelen, szagtalan gáz. Vízben kismértékben oldódik. Ez a levegő legfontosabb alkotórésze (O2). Az oxigén a földön a legnagyobb mennyiségben előforduló elem. Tiszta oxigén nyerhető a víz elektrolízisével is: 2H2O = O2+4H +4e (anódfolyamat).

Víz (H2O)
A tiszta víz színtelen, szagtalan, ízetlen folyadék. A természetben légnemű, folyadék és szilárd állapotban is előfordul. A víz dipólusmolekulából álló vegyület. A víz jellegzetes tulajdonságai: olvadás és forráspontja lényegesen magasabb, sűrűsége nagyobb, mint a hidrogén vegyületeké. Víz sűrűsége +4C-on a legnagyobb, fagyáskor 0 C-on sűrűsége csökken, térfogata megnő. A víz a leggyakoribb poláris oldószer, oldja a savakat, bázisokat és a sókat.

Kén (S)
A kén sárga színű anyag. Molekularácsos kristályát nyolcatomos (S8) molekulák alkotják, amelyekben a kénatomokat kovalens kötések kapcsolják össze. A kén olvadás pontja viszonylag alacsony, keménysége kicsi. A kén vízben oldhatatlan, apoláris oldószerben oldódik. Szilárd halmazállapotú mérgező anyag. Reakcióba lép fémekkel (szulfidokat képez) Fe+S = FeS és nem fémekkel is (S+O2 = SAO2). Képes kétszeres negatív ion képzésre, ez az un. Szulfidion.

Kéndioxid (So2)
A kéndioxid színtelen, szúrós szagú mérgező gáz, a savas esőkért felelős, növényekre káros, vizek kémhatását savassá teszi. Használják fertőtlenítőként. Ipari szennyezőanyagként kerül a légtérbe.

Kénsav (H2SO4)
A kénsav színtelen, szúrós szagú, maró hatású folyadék. Vizes oldata erősen savas kémhatású. Oldja a negatív standard potenciálú fémeket hidrogéngáz fejlődése közben. (H2So4+CA = CASO4+H2). A tömény kénsav néhány fémet passzivizál (Fe). Előállítása elemi kénből történik.(S+O2 =SO2).

A nitrogéncsoport nemfémes elemei és vegyületei

Nitrogén és foszfor, iont nem képeznek. Kovalens kötésű molekulákat hoznak létre. Biológiailag rendkívül jelentős elemek, ugyanis a nitrogén építőeleme a nukleinsavaknak és fehérjéknek. A foszfor 50%-ban a nukleinsavakban illetve a csontok felépítésében, mint szervetlen vegyület van jelen. Körforgásban vannak a természetben. A növények számára rendkívül fontosak, a talaj nitrogén és foszfor tartalmát trágyázással folyamatosan pótolni kell.

Nitrogén
A nitrogén kétatomos molekulát alkot, benne háromszoros kötéssel. A nitrogén a levegő 70-80%-át alkotja. Színtelen, szagtalan, alacsony forráspontú gáz, vízben alig oldódik. A nitrogén nem reakcióképes, ún. inert gáz. Megfelelő körülmények között az oxigénnel reakcióba lép.(N2+O2 = 2NO). Megfelelő körülmények között a hidrogénnel is reakcióba lép, ammónia képzése közben. (N2+3H2 Û 2NH3) A levegő cseppfolyósításával állítják elő. Ammónia és salétromsav előállítására használják.

Ammónia (NH3)
Az ammónia a természetben nem fordul elő. Színtelen, szúrós szagú, mérgező gáz, vízben jól oldódik, vízzel ammónium-hidroxidot képez.(NH3+H2O Û NH4OH). Proton megkötésére képes, tehát bázis. Savakkal reakcióba lép só képzés közben (NH3+HCl = NH4Cl). Előállítása szintézissel történik: elemeiből állítják elő (N2+3H2 Û 2NH3), exoterm folyamat. Salétromsav gyártására illetve műtrágyázásra használják.

Salétromsav (HNO3)
A salétromsav színtelen szúrósszagú folyadék. Fény hatására bomlik. Vizes oldata erősen savas kénhatású ugyanis a víznek protont ad át. A tömény salétromsav oldat 68%-os. Bázisokkal sót képez. A híg salétromsav csak a negatív standard potenciájú fémeket oldja fel. A tömény salétromsav oldja a pozitív standard potenciájú fémeket is. Műtrágya, robbanószer és festékek előállítására használják.

A széncsoport nemfémes elemei és vegyületei

Az elemi szén kétféle módosulatban fordul elő a természetben: gyémánt és grafit formájában. Az elemi módosulatok kristályrácsa különböző: gyémánté atomrács, a grafité úgynevezett réteg rácsos, amely mutatja az atomrács, a fémrács és a molekularács tulajdonságait is.

Gyémánt
A gyémánt atomrács szerkezetű, áttetsző, nagy a fénytörő képessége, a legkeményebb természetes anyag, oldhatatlan, magas az olvadáspontja, jó szigetelő. Megtalálható: Dél-Afrika, Ausztrália.

Grafit
A grafit rétegrács szerkezetű, nagy mennyiségben található a természetben, szürke színű, puha, a rétegekben lévő erős kötések miatt magas olvadáspontú. Jól vezeti az elektromos áramot. Előfordul: Csehország, Németország, Oroszország.

Ásványi szenek
Nagyobb mennyiségben a szén ásványi szenek formájában fordul elő, ez nem elemi szén, elhalt élőlényekből képződött. Legkisebb széntartalmú: tőzeg, lignit, barna és fekete kőszén.

Szén-dioxid (CO2)
A szén-dioxid színtelen, szagtalan gáz. A levegőnél nagyobb sűrűségű, az égést nem táplálja, kis koncentrációban nem mérgező, nagyobb mennyiségben belélegezve a vér pH-át csökkenti. Nagy nyomáson cseppfolyósítható, acélpalackban hozzák forgalomba. Párolgás közben erősen lehűl úgynevezett szárazjéggé alakul. Vízben oldódik, vizes oldata a szénsav. Széntartalmú anyagok elégetésénél keletkezik. Laboratóriumi előállítása mészkő és sósav reakciójával történik. Számos ipari eljárás alapanyaga.

Szén-monoxid (Co)
A szén-monoxid színtelen, szagtalan igen mérgező gáz, vízben csak kevéssé oldódik, meggyújtva szén-dioxiddá ég el. Az iparban szén-dioxidnak szénnel történő redukciójával állítják elő. Laboratóriumi előállítása, hangyasavból történik. Számos ipari szintézis alapanyaga, a fémiparban redukálószerként használják.

A molekulák térbeli felépítése

A molekulák térbeli felépítését az atommagok közötti kötések hossza, és a kötések által bezárt szögek határozzák meg. A kapcsolódó atomok által bezárt szöget kötésszögnek nevezzük.

A molekulában kialakuló kötő és nemkötő elektronpárok taszítják egymást, igyekeznek úgy elrendeződni, hogy egymástól a lehető legmesszebb kerüljenek. A molekulában a legnagyobb vegyértékű atomot, amelyhez a többi atom kapcsolódik, központi atomnak nevezzük.

• Ha két kötő elektronpár kapcsolódik a központi atomhoz, azok egymással 180°-os szöget zárnak be, a molekula alakja lineáris lesz.
• Ha három kötő elektronpár kapcsolódik a központi atomhoz, azok egymással 120°-os szöget zárnak be, a molekula alakja síkháromszög lesz.
• Ha négy kötő elektronpár kapcsolódik a központi atomhoz, azok egymással 109,5°-os szöget zárnak be, a molekula alakja tetraéderes lesz.

Ha a molekulában a központi atomhoz nemkötő elektronpár is tartozik, azok hatása a kötésszöget módosítja.

• Ha három kötő és egy nemkötő elektronpár kapcsolódik a központi atomhoz, azok egymással 109,5°-nál valamivel kisebb szöget zárnak be, a molekula alakja háromszög alapú piramis lesz.
• Ha két kötő és két nemkötő elektronpár kapcsolódik a központi atomhoz, azok egymással 109,5°-nál valamivel kisebb szöget zárnak be, a molekula alakja V-alak lesz.

A p kötések a molekula alakját lényegesen nem befolyásolják, a kötés szögeket csak kis mértékben módosítják. A molekula alakját a s kötések, a molekula s váza határozza meg.

A molekulák polaritása

A kovalens kötés polaritása kétféle lehet:

• Poláris kovalens kötés: ha különböző elektronegativitású atomok között jön létre.
• Apoláris kovalens kötés: ha azonos atomok, vagy azonos elektronegativitású atomok között jön létre.

Ha a molekulát különböző elektronegativitású atomok építik fel. Akkor a molekula kötő elektronjai többet tartózkodnak a nagyobb elektronegativitású atom közelében, ezért az lesz a molekula negatív pólusa, a másik atom pedig a pozitív pólus. A két pólussal rendelkező molekulákat dipólus molekuláknak nevezzük.

Kétatomos molekulánál a kovalens kötés polaritása megadja a molekula polaritását is. Többatomos molekulák polaritását a bennük lévő kovalens kötések polaritása, és a molekula térbeli alakja együtt határozza meg.

Dipólus molekula: Ha van benne poláris kovalens kötés, és a térbeli alakja nem szimmetrikus.

Apoláris molekula: Ha a benne lévő összes kovalens kötés apoláris, vagy ha vannak benne poláris kovalens kötések, de a szimmetrikus térbeli alakjuk miatt ezek kiegyenlítik egymást.

A kőolaj feldolgozása

Szénhidrogének:
a szénhidrogének csak szénből és hidrogénből épülnek fel. Nyílt láncú telí-tett vagy telítetlen szénhidrogének tartoznak ide.

A kőolaj feldolgozása:
A kőolaj a föld mélyébe került elhalt állati maradványok bomláster-mékei, a bomlás óriási nyomáson, oxigéntől elzárva, magas hőmérsékleten évmilliók alatt következett be.

A kőolajat a föld mélyéből kőolajkutakkal termelik ki, amikor a kőolajat a mellette mindig jelenlevő földgáz és vízgőz nyomása hajtja fel a csövekben, ha a nyomás kicsi, kiszivattyúz-zák.

A kőolaj nehezen folyó, olajzöld vagy olajkék folyadék. Nehezen gyullad meg, de ha meg-gyullad, égéshője igen magas. Legfontosabb energiahordozónk és a műanyagipar ipari alap-anyagai származnak belőle. Sokféle szénhidrogén-vegyületből áll. A feldolgozásával a petrol-kémiaipar, a műanyag előállításához szükséges alapanyaggyártással az olefinipar foglalkozik.

A kőolaj-feldolgozás alapelve a frakcionált desztilláció, ami azt jelenti, hogy a kőolaj igen sokféle összetevőit forráspontjuk alapján választják szét.

Ipari berendezések:
A frakcionáló kolonna, amely kb. 150 – 200cm átmérőjű 20 – 30m magas henger alakú vastartály, amelyben sok keresztirányú, egyenlő tányér van beépítve. Minden tányéron van egy lyuk. A kőolajat 400˚C-ra az oszlopon kívül felmelegítik, gőzeit a kolonna alján bevezetik, a gőzök a tányérok lyukain át felfelé áramlanak, és közben lehűlnek. A legki-sebb forráspontú anyag az oszlop tetejéig jut el. Az oszlop oldalán egy-egy tányércsoporton összegyűlő és lecsapódó termékcsoportot az oszlopból kivezetik egy-egy hűtőbe, ahol a gőzök kicsapódnak. A kivezetett frakciók termékcsoportot alkotnak. Egy-egy termékcsoport többféle különböző forráspontú termékből áll.
A termékcsoportokat frakcióknak nevezzük.

• földgáz
• benzin, 80°C – 180°C-ig
• kerozin (petróleum), 150°C – 300°C-ig
• gázolaj, 200°C – 350°C-ig

Legalul a kazánban marad a desztillációs maradék a pakura.

Pakura hasznosítása:

• erőműben elégetik
• vákuumos lepárlás; Ha a desztillálóból a levegőt kiszívatjuk, csökkentett légnyomású állapot következik be, ez a vákuum. Vákuumban az összetevők forráspontja lecsökken, és a molekulák elbomlás nélkül alacsonyabb hőmérsékleten frakcionálhatók.

Az ilyen vákuumos lepárlás termékcsoportjai:

• vazelinek;
• parafinok;
• krakkolás; Magas nyomáson katalizátorral hidrogéngáz bevezetésével a hosszú szénláncú szénhidrogének rövidebb szénláncokká töredeznek, azaz műbenzin állít-ható elő, amit krakkbenzinek nevezünk. A krakkolás termékei a krakkbenzin és a krakkgáz, amely a CO+H2 1:1 arányú keveréke. Az olefinipar igen fontos alap-anyaga.

A kémiai egyensúly

A kémiai egyensúly megfordítható kémiai reakció esetén lép fel. Megfordítható egy kémiai reakció, ha a képződött anyagok egy része visszaalakul a kiindulási anyagokká. Amikor az odaalakulás sebessége egyenlővé válik a visszaalakulás sebességével, beáll a kémiai egyensúly.

A kémiai egyensúly egy dinamikus egyensúly, ami azt jelenti, hogy továbbra is végbemegy mind a két reakció, de egyforma sebességük miatt egyik anyag koncentrációja nem változik tovább.

A kémiai egyensúly feltétele, hogy az odaalakulás sebessége megegyezik a visszaalakulás sebességével. K = k1/k2, K = egyensúlyi állandó. Az egyensúlyi állandó jellemzi a megfordítható reakció kémiai egyensúlyát.

Egy kémiai reakció egyensúlyát befolyásoló tényezők

A hőmérséklet változása: A hőmérséklet növelése mindig az endoterm folyamatot gyorsítja meg. A hőmérséklet csökkenése pedig az exoterm folyamatot.

A reagáló anyagok vagy termékek koncentrációjának megváltozása: A kiindulási anyagok koncentrációjának növelése vagy a képződött anyagok koncentrációjának csökkentése az odaalakulás sebességét befolyásolja.

A nyomás változása: Csak a mol-szám változással járó reakciók egyensúlyát befolyásolja. A nyomás növelése a mol-szám csökkenés irányába gyorsítja a reakciósebességet. A nyomás csökkenése pedig a mol-szám növekedés irányába gyorsítja a reakciósebességet.

A fémek általános jellemzése, a fémek korróziója

Az elemek 81%-a fém, a fémek fémrácsba kristályosodnak. A fématomok között delokalizált elektronokkal létrejött kapcsolat: a fémes kötés. Három alaptípusa van: 1. lapon középpontos kockarács (legkisebb része: az elemi cella) 2. Hatszöges vagy hexagonális rács 3. Térben középpontos kockarács. A fémek tulajdonságait alapvetően a fémrács határozza meg. Ezért egyes tulajdonságaik hasonlóak. Szürkék, fényes felületűek, jól vezetik a hőt, az elektromos áramot.

Egyes tulajdonságaik azonban jelentősen eltérnek: megmunkálhatóság. A legmegmunkálhatóbb: a lapon középpontos kockarácsos fémek: Ag, Cu, Al. Legnehezebben a térbeli középpontos kockarács: vanádium. Jelentősen eltér olvadáspontjuk. Legalacsonyabb a higany, legmagasabb a wolfram. Eltér keménységük is. Az alkáli fémek késsel is elvághatóak. Legkeményebb: a titán. Vezetőképességük mértéke is eltér, legnagyobbal az ezüst rendelkezik és a réz. A fémeket gyakran ötvözetben használják: acél = vas+szén, bronz = réz+ón.

A fémek korróziója

A fémek felületén a környezet hatására végbemenő kémiai változások összessége a korrózió. A fémek korróziójának mértékét elsősorban a standardpotenciáljuk szabja meg. A kis standardpotenciálú fémek korróziója nagy mértékű: alkáli fémek. A nagy standard potenciálú fémek korróziója kis mértékű: nemes fémek. A korróziót több tényező gyorsíthatja: nedves, sókat tartalmazó környezet. A levegőben lévő kén-dioxid, különböző fémek érintkezési helyei, a fém erőteljes megmunkálása is gyorsítja.

Korrózió elleni védelem:

• Passzív felületvédelem: bevonatokkal.
• Aktív korrózió védelem: felületvédelem. A védendő fémet egy nála kisebb standardpotenciálú fémmel vonják be (katódos védelem)
• Korrózióálló ötvözetek készítése Pl.: saválló acélok.

Az s-mező fémei

Az alkáli fémek kis sűrűségű, puha, alacsony olvadás- és forráspontú, világosszürke színű, az elektromosságot jól vezető fémek. Atomszerkezetükből következik, hogy rendkívül reakcióképesek, a vegyértékhéjukon lévő egyetlen elektront leadva könnyen képeznek egyszeresen pozitív töltésű iont. Erélyes redukálószerek. Az alkálifémeket sóik olvadékának elektrolízisével állítják elő.

Az alkáliföldfémek kis sűrűségű, viszonylag alacsony olvadás és forráspontú, szürke színű, az elektromos áramot jól vezető fémek. Atomszerkezetükből következik, hogy reakcióképesek, a vegyértékhéjukon lévő elektronokat leadva könnyen képeznek kétszeresen pozitív töltésű nemesgáz-elektronszerkezetű iont. Az alkáliföldfémeket sóik olvadékának elektrolízisével állítják elő.

A p-mező fémei

Alumínium elemi állapotban nem fordul elő vegyületeibe, viszont igen. Ilyen a bauxit (Al2O3), melynek 40-50%-az alumínium vegyület. Fizikai tulajdonságai: Szürke színű, tiszta állapotban fémes fényű, kis sűrűségű, vagyis könnyű fém. Elektromos áramot és a hőt jól vezeti, olvadás pontja viszonylag alacsony Kémiai tulajdonságai: környezet hatására a felülete passziválódik ezért korrózióálló. Az alkáli fémek és alkáliföldfémek után a legreakcióképesebb fém. Az oxigénnel vakító láng mellett alumínium-oxidot képez. Oldódik savakban és lúgokban is. Felhasználása: olvadó biztosítékba használják, ez megszakítja az áramkört. Könnyűfém alkatrészeket készítenek belőle. Előállítása: az alumínium gyártás anyaga a bauxit.

Ón: Szürke, nagy sűrűségű, puha fém. Jól megmunkálható, passzív, azaz nem korrodálódik. Számos ötvözet alkotója.

Ólom: Szürke, nagy sűrűségű, jól megmunkálható puha fém. Az oldott ólomvegyületek nagyon mérgezőek. Felhasználás: vízvezetékcsövek, akkumlátorok.

A d-mező fémei
A vascsoport elemei és vegyületei

Vas (Fe), kobalt (CO), nikkel (Ni). Szürke színűek, magas olvadáspontúak, nagy sűrűségű, nehéz fémek. A kobalt kifejezetten nehéz fém. Megmunkálhatósága attól függ, hogy milyen szennyező anyagokat tartalmaz. A kobaltot és a nikkelt oxid réteg fedi, ami megvédi a korróziótól. A vas gyorsan korrodál a természetben tisztán, nem fordul elő. A nikkel és a kobalt jelentős ötvözet. A vascsoport elemeinek vegyületei biológiai és ipari szempontból fontos anyagok. Jelentősek a vegyszerek, gyógyszerek készítésében is.

Vas (Fe): Legfontosabb és a legrégebben ismert fém. Tiszta állapotban ezüstszürke színű, olvadáspontja magas, de kis széntartalom hatására alacsonyabbá válik. Híg savakban oldódik hidrogén fejlődése közben. Vízzel csak magas hőmérsékleten lép reakcióba. Tömény oxidáló savakban nem oldódik. Szénnel alkotott ötvözetét az acélt alkalmazzák rendszerint.

A vas gyártása: A vasérceket magas hőmérsékleten szénnel redukálják így nyerik ki ércből a vasat. Gyártásához segédanyagokat is használnak:

• szén, ami biztosítja a magas hőmérsékletet, redukálja a vas oxidokat, ötvözi a vasat.
• Salakképző anyag, ami megköti a szennyező anyagokat.
• A levegő szolgáltatja az oxigént a szén égéséhez. A folyamat lényege: 2Fe2O3+3C = 4Fe+3CO2. A vasolvasztó terméke a nyersvas, melyből kismennyiségben öntvényt, nagyobb részéből acélt gyártanak.

Rézcsoport elemei

Réz (Cu), ezüst (Ag), arany (Au). Az ezüst és az arany nemesfém. A rézcsoport elemei magas olvadáspontú, nagy sűrűségű, jól megmunkálható nehéz fémek. Jól vezetik az elektromos áramot és a hőt. Reakciókészségük csekély, levegőn nem korrodálódnak. A réz felületén összefüggő oxid réteg alakul ki. Nedves és szén-dioxid tartalmú levegőn zöld bevonat úgynevezett patina vonja be a réztárgyak felületét, mely a korróziótól megvédi. Az ezüst a levegőn megfeketedik. Az arany a levegőn nem változik. A természetben tisztán elemi állapotban is előfordulnak.

Réz (Cu): Biológiai és gyakorlati szempontból legnagyobb jelentősége a réznek van. Vörös színű, közepes keménységű, nagy sűrűségű fém, jól megmunkálható, magas hőmérsékleten az oxigénnel reakcióba lép. Jól vezeti a hőt és az elektromosságot. A rézvegyületek mérgezőek. A rezet az elektronikai ipar használja nagy mennyiségben (huzalok, elektródák, stb.. készítésére). Ötvözetei is jelentősek. Természetben előfordulhat elemi állapotban, de vegyületeiben gyakoribb. Vegyületeiből állítják elő redukcióval.

Ezüst: előfordul színállapotban és vegyületeiben. Az ezüstöt főként ólom, cink, rézércek ezüstszennyeződéseiből vonják ki. Fémesen csillogó, kis keménységű, jól munkálható fém. Elektromosságot jól vezeti. Tömény oxidáló hatású savakban oldódik. Baktériumölő hatása miatt fertőtlenítésre használják, vegyületei közül az ezüst-halogenideknek van jelentőségük.

Arany: nagy sűrűségű, igen puha, sárga színű fém. Jól vezeti az elektromos áramot. A színarany 24 karátos, az ennél kisebb karátos tárgyak arany-réz vagy arany-ezüst ötvözetek. Az elektronikai iparban és dísztárgyak készítésére használják.

Rézszulfát: kék színű, kristályos vegyület. Hevítve fehér színű, vízmentes rézszulfáttá alakul, mely víz hatására ismét visszanyeri kék színét. Vizes oldata savas kémhatású, mezőgazdaságban alkalmazzák, vizek tisztítására. Vigyázni kell vele, mert mérgező hatású vegyület.

A cinkcsoport elemei és vegyületei

Cink (Zn), kadmium (Cd), higany (Hg). A cinkcsoport elemei a környezeti hatásoknak ellenállnak, de korrodálódnak. A cink és kadmium felületén védő oxidréteg alakul ki, a higany a levegőn nem változik. A cink és kadmium savakban oldódnak. A cink lúgokban is oldódik.

A higany: Csak oxidálósavakkal lép reakcióba. Higannyal a legtöbb fém ötvöződik, amalgámot képez. Higany térfogata hőmérsékletváltozás hatására változik. A higany természetben, elemi állapotban is előfordul.

A kadmium jelentősége megnőtt, neutron befogásra, atomreakciók szabályozására alkalmazzák.

Cink (Zn): A cinkcsoport legjelentősebb eleme. Kékesszürke rideg fém. 1500 oC-on jól nyújtható. Felületi oxidrétege megvédi korróziótól, ezért a levegő hatásának kitett vastárgyakat cinkkel vonják be. Savakban, lúgokban jól oldódik. Széleskörű felhasználása: tetőfedő anyag, vas és acéltárgyak bevonására alkalmazzák. ötvözőanyagként is jelentős. Természetben csak vegyületeiben fordul elő, redukcióval nyerik ki a tiszta fémet. Mérgező hatása miatt, a cinkkel bevont vagy cinkből készült edényeket háztartásban nem szabad használni.