A TERMÉSZETES VIZEK KEMÉNYSÉGE • Mi van a természetes vizekben? oldott anyagok és lebegő szennyezések is • Az eső és a hó tartalmaz‐e szennyezést? nem, ezek a legtisztábbak • A csapadékvíz csak a gázokat oldja a levegőből: oxigént, nitrogént és szén‐dioxidot. • Utóbbi időkben savat is.
• A szódavíz (szénsav) a mészkövet képes oldani. • Az oldatból melegítés hatására ismét kiválik a kalcium‐karbonát.
• A kémiai változás megfordítható. • A szénsav a talajból olyan vegyületeket is felold, amelyek tiszta vízben nem oldódnak!!! • A mészkő‐ és dolomithegységek karbonátjai szénsavban oldódnak!!! Ivóvizünk íze!!!
• A kalcium‐ és magnézium‐hidrogén‐karbonátok bomlását melegítéssel, forralással fokozhatjuk. • Lerakódik a vízkő vagy kazánkő (ami nem más mint CaCO3 és MgCO3). • Mészkőhegyek cseppkőbarlangjainak képződésekor. (évmilliók alatt) • A szén‐dioxid egy része eltávozik, és ismét kiválnak a karbonátok.
• A víz kalcium‐ és magnéziumsó‐tartalma okozza a víz keménységét. • A forralással megszüntethető a változó keménység. • A változó keménységet okozó vegyületek: Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. • A többi oldott Ca‐ és Mg‐vegyülettől származik a víz állandó keménysége. • A változó és állandó keménység összege adja a víz összes keménységét.
• A szappan desztillált vízben erősen habzik, csapvízben kevésbé, kalcium‐klorid‐oldatban fehér pelyhes csapadék képződik, leülepszik. • Minél több Ca2+‐ és Mg2+‐iont tartalmaz a víz, annál kevésbé képez habot a szappan. • A kemény vízben a szappan kicsapódik.
• A kemény víz nem alkalmas bab, borsó főzésére, mert az azokban levő fehérjék a Ca2+‐ és Mg2+‐ ionokkal oldhatatlan vegyületeket alkotnak. • Ivóvíznek sem alkalmas a túlságosan kemény víz, mert a gyomorsavat leköti, és az emésztőrendszer kémiai működését is megzavarja. • A csővezetékekben és a kazánokban képződő vízkő sok problémát okoz.
A vízkeménységet okozó ionok eltávolítását vízlágyításnak nevezzük! A természetes vizek különféle eljárásokkal lágyíthatók: 1. Desztillálással: a víz elpárolog, a vízben oldott vegyületek visszamaradnak. 2. Vegyszerek hozzáadásával: csapadék formájában leválaszthatók a Ca2+ésMg2+ ionok. (szóda, a trisó) 3. Ioncseréléssel: Egyes természetes és mesterséges anyagoknak ioncserélő tulajdonságuk van, a Ca2+‐ és a Mg2+‐ionokat Na+‐ionokra cserélik.
A III. FŐCSOPORT ELEME AZ ALUMÍNIUM • A III. főcsoport fémit földfémeknek is nevezik, • Oxidjaik vízben oldhatatlanok. • Ide tartozik az alumínium (Al) • Elnevezése a latin „alumen” (timsó) szóból származik. • Az alumínium a vas után a legfontosabb ipari fém.
• Az alumínium ezüstfehér, jól nyújtható, hengerelhető könnyűfém. • A hőt és az elektromosságot jól vezeti. • Az oxigénnel szobahőn reagál, felületén összefüggő oxidréteg alakul ki, ezért passzív fém. • Ha a védőréteget eltávolítjuk, az alumínium könnyen reagál.
• A védőrétegétől megfosztott alumínium a vizet hidrogénfejlődés közben bontja. • A reakció nem olyan heves, mint az alkálifémek esetében. • Az alumíniumatom külső elektronhéján 3 elektron van.
fehér pelyhes csapadék
• Az alumínium savakban és az eddig tárgyalt fémektől eltérően lúgokban (pl. nátrium‐hidroxidban) is oldódik hidrogéngáz fejlődése közben. • Az alumínium amfoter (kettős jellemű) elem.
Az alumínium magas hőmérsékleten meggyújtható, vakító lánggal ég el alumínium‐oxiddá (Al203).
A reakció során a környezet energiája jelentősen nő. Az alumínium több fém‐oxidból képes a fémiont redukálni, ez a termitreakció.
AZ ALUMÍNIUMGYÁRTÁS • Az alumínium a természetben vegyületeiben fordul elő. • Alumíniumot nagyon sokféle kőzet tartalmaz. • Azokat a kőzeteket és ásványokat, amelyekből a fémek gazdaságosan előállíthatók, érceknek nevezzük. • Az ércekben a fémek oxidált állapotban vannak. • A kohászat az elemi fémet redukcióval állítja elő.
• Az alumínium érce a bauxit, amely víztartalmú, szennyezett alumínium‐oxid (Al203*H20). • A bauxit sárgásvöröses színezetű, földes külsejű kőzet. • Főbb szennyezőanyagai: víztartalmú vas‐oxidok, kvarc, titán‐ és vanádium‐oxidok, kémiailag kötött víz.
Az alumínium gyártásának két fő munkaszakasza van: 1. A timföldgyártás • Lényege: tiszta alumínium‐oxid, a timföld (Al3O2) előállítása. • Nyersanyaga: a bauxit. • Kémiai folyamatai: az alumíniumvegyületek kioldása nátrium‐hidroxiddal, majd a termék izzítása. 2. A timföld elektrolízise • Lényege: a timföld redukciója olvadékelektrolízissel fém alumíniummá. • Kiindulási anyaga: a timföld. • Kémiai folyamata: az olvadékban az Al3+ elektromos árammal történő redukálása.
Alumíniumkohó vázrajza
Al2O3 CO2 7 V, 35000A
• Az előállított alumíniumot ötvözik finomítják. • Vezetékek, lemezek, fóliák készülnek belőle. • Állványok, sátrak, ablakkeretek is készülnek belőle.
AZ ÓNCSOPORT
130. oldal
• A IV. főcsoport fémei: ón (Sn) és az ólom (Pb) • Az ón ezüstfehér színű, jól nyújtható, kalapálható, hengerelhető fém. • 13 °C alatt a fehér módosulat szürke ónná alakul, porrá hullik szét. • Savakban és lúgokban az alumíniumhoz, hasonlóan egyaránt oldódik. Amfoter elem. Melyik volt még ilyen?
• acéllemezek bevonása alkalmazzák (ún. fehér bádog) • a konzervdobozok belső felületét rendszerint ónozzák: • a réz ónötvözete a bronz • az ónt régen az alufólia helyett is használták
• Az ólom friss vágási felülete élénk ezüstfényű. • Hajlékony, jól hegeszthető, nehézfém • Lágy, a papírra írni lehet vele. Olvadáspontja alacsony, könnyen önthető. • Az ólom reakciókészsége nagyobb, mint az óné. • Jól oldják a híg savak, még a szénsav is. • Az ólom vegyületei erősen mérgezőek. • Régi épületeken a színes üvegmozaik‐ablakok ólomkeretei.
• A 75 tömeg % ónt és 25 tömeg% ólmot tartalmazó ötvözet olvadáspontja 181 °C • ‐ az óné 232 °C, az ólomé 327,5 °C ‐ • a föld és a víz alatti kábelek burkolatai • az akkumulátorok lemezeit • ólomötvözet a csapágyfém, a lágyforrasz, a sörét • Az ólmot századunkban új területen is alkalmazzák: az egyik legfontosabb felhasználása a sugárvédelem.
• Sok színes ólomvegyület ismert, amelyeket festéknek vagy cserépedénymáz készítésére használnak. • Ezekkel dolgozva is állandó a mérgezési veszély! • Az ólom legfontosabb érce a galenit (PbS).
