:: wikimiki.org ::
| Mangaani |
Mangaani
Mangaani on alkuaine, jonka symboli on Mn ja järjestysluku 25. Mangaani kuuluu siirtymämetalleihin. Mangaani on ulkonäöltään rautaa muistuttava harmaanvalkoinen metalli. Se on hyvin haurasta ja hapettuu helposti.
Mangaania käytetään raudan ja teräksen valmistukseen se rikkiä sitovien ja deoksidoivien ominaisuuksien vuoksi. 85–90 % mangaanin tuotannosta käytetään teräksen valmistukseen. Sitä käytetään myös alumiiniseoksissa.
Mangaani IV-oksidia käytettiin paristoissa, sitä käytetään myös katalyyttina. Mangaania käytetään lasin puhdistukseen, poistamaan raudan aiheuttaman vihreän sävyn lasista. Korkeilla pitoisuuksilla saadaan aikaan violettia lasia. Mangaanioksidi on myös maaleissa käytettävä ruskea pigmentti. Sitä esiintyy luonnossa umbrassa.
Tämän raudan näköisen, harmahtavan tai punertavan valkoisen, kovan ja hauraan metallin elektronegatiivisuus on 1,5 ja ensimmäinen ionisoitumisenergia 716 kJ/mol. Mangaani on raskaista metalleista elektropositiivisin ja siltä puuttuvat vain hapetusluvut +I ja -I. Mangaani reagoi laimeidenkin happojen kanssa ja peittyy ilmassa oksidikerroksella sekä yhtyy typpeen 12000 °C:ssa. Yhdessä rikkihapon kanssa permangaatit ovat voimakkaita räjähteitä. Mangaani on tärkeä osatekijä monissa aineenvaihduntaan osallistuvissa entsyymeissä sekä B1-vitamiinin muodostuksessa ja edistää mm. aivojen, hermojen ja lihasten yhteistoimintaa.
Tärkeimmät ja tunnetuimmat mangaania sisältävistä metalliseoksista ovat monet erikoisteräkset, joita käytetään vaadittaessa kulutuksen kestoa ja sitkeyttä, ja joihin kelpaa hiilipitoinenkin mangaani. Mangaania käytetään sitkeyttämään alumiini-magnesiumseoksia sekä seosmetallina lisäämässä korroosion kestävyyttä. Kupariin ja/tai nikkeliin lisättynä mangaani muodostaa seoksen, jolla on suuri sähkönvastus ja joka kestää hyvin korroosiota. Mangaania sisältäviä metalliseoksia käytetään pumpuissa, hammaspyörissä ja monissa merenkulkuun liittyvissä laitteissa, mm. laivojen potkureissa.
Tunnetuin mangaaniyhdiste lienee kaliumpermanganaatti KMnO4, joka on tehokas hapetin ja antiseptinen aine. Sitä käytetään paljon hapetus-pelkistystitrauksiin. Mangaani muistuttaa esiintymistavoiltaan rautaa. Monia mangaaniyhdisteitä käytetään väriaineina.
väriaineTärkeimmät mangaanimineraalit ovat ruskokivi eli pyrolusiitti (MnO2), jota esiintyy usein rautamineraalien seassa, hausmanniitti (Mn3O4), brauniitti (Mn2O3), manganiitti (MnO(OH)) ja mangaanisälpä eli rodokrosiitti (MnCO3). Suurimmat mangaanivarat ovat seuraavilla mailla: Venäjä, Etelä-Afrikka, Gabon, Intia, Kiina, Australia ja Brasilia. Maankuoressa mangaania on 950 g/t.
Merkittävimmät esiintymisalueet
Luokka:Alkuaineet
Luokka:Luonnonvarat
ja:マンガン
th:แมงกานีส
Alkuaine:Klassinen käsitys alkuaineista artikkelissa Neljä alkuainetta.
Alkuaine koostuu atomeista joiden ytimissä on yhtä monta protonia. Protonien lukumäärää on alkuaineen järjestysluku eli atomiluku. Saman alkuaineen atomeilla on siten sama atomiluku. Esim. atomit, joiden ytimessä on 6 protonia ovat hiiliatomeja.
Ytimessä voi olla vaihteleva määrä neutroneja. Tällaisia saman alkuaineen erilaisia ytimiä kutsutaan alkuaineen isotoopeiksi.
Tunnetut alkuaineet
Alkuaineet on lajiteltu jaksolliseen järjestelmään rakenteensa mukaan.
Katso myös:
- Luettelo alkuaineista nimen mukaan
- Luettelo alkuaineista kemiallisen merkin mukaan
- Luettelo alkuaineista järjestysluvun mukaan
Luokka:Fysiikka
Luokka:Kemia
-
ko:화학 원소
ms:Unsur kimia
ja:元素
simple:Element
th:ธาตุเคมี
Rauta
Rauta on siirtymämetallien ryhmään kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Fe (latinasta Ferrum). Rauta on painavin tähdissä nukleosynteesin kautta syntyvä alkuaine. Näin ollen se on yleisin raskasmetalli maailmankaikkeudessa. Jaksollisessa järjestelmässä rauta on 26. alkuaine. Se on pehmeä metalli, joka liukenee happoihin muodostaen samalla vetyä. Hopean värinen, kiiltävä, aktiivinen ja helposti hapettuva. Rauta on yleinen maaperästä löytyvä metalli, jolla on useita hyödyllisiä käyttökohteita, tärkein näistä on teräs. Rauta esiintyy vapaana: meteoriittirautana sekä myös yhdisteinä mm. magnetiittina ja hematiittina.
Raudan ominaisuuksia:
- tiheys 7874 kg/m3
- atomipaino 55,845 u
- sulamispiste 1808 K
- kiehumispiste 3023 K
Historia
Löytövuosi on esihistoriallinen. Ensimmäiset todisteet raudan käytöstä ovat Sumeriasta ja Egyptistä n. 4000 eaa. Silloin raudasta tehtiin pääasiassa keihään kärkiä tai muita suhteellisen pieniä esineitä, koska rautaa kerättiin meteoriittien jäännöksistä.
Valmistus ja käyttö
Valmistetaan oksideista hiilellä pelkistämällä masuuneissa.
Rautaa käytetään autojen valmistukseen, polkupyörissä, säilykepurkeissa, työkaluissa ja katalysaattori ammoniakin valmistukseen. Rauta on hemoglobiinissa hapen sitoja sekä hivenaine.
Luokka:Alkuaineet
Luokka:luonnonvarat
ms:Besi
ko:철
ja:鉄
simple:Iron
th:เหล็ก
TeräsTeräs on seostettua rautaa, jossa voidaan käyttää erilaisia seosaineita. Kaikille teräslaaduille on yhteistä, että ne sisältävät hiiltä. Hiiliatomit vahvistavat raudan kiderakennetta lisäten metallin lujuutta ja kovuutta. Hiilen osuus teräksessä voi vaihdella teräslaadusta riippuen, perinteisesti teräksenä pidetään rautaa jossa on enintään 5,1% hiiltä. Hieman ristiriitaisesti kun raudan hiilipitoisuus on terästä suurempi, käytetään siitä nimitystä valurauta.
Teräksen ominaisuudet riippuvat voimakkaasti sen rakenteesta, joka puolestaan riippuu hiilen määrästä ja seosaineista. Rakenteeseen vaikutetaan myös lämpökäsittelyillä, etenkin karkaisulla. Karkaisu suoritetaan upottamalla kuuma teräs veteen tai öljyyn, jolloin se jäähtyy nopeasti.
Teräksen rakenne
Ferriitti on raudan tilakeskeinen kuutiollinen (BCC) kiderakenne, joka on vakain huoneenlämmössä. Vain ferriittinen teräs on ferromagneettista.
Yli 723°C:n lämpötilassa kiderakenne muuttuu austeniittiseksi – pintakeskeiseksi kuutiolliseksi (FCC) muodoksi, joka pystyy liuottamaan itseensä 2,1 % hiiltä. Hiiliatomit ovat sijoittuneet raudan atomihilan välisijoihin.
Jäähdytettäessä hitaasti ylikyllästeinen austeniitti muuttuu ferriitiksi ja hiilen ylijäämä muodostaa sementiittiä, Fe3C, joka muodostaa ferriitin kanssa lamellimaisen kaksifaasisen yhdisteen nimeltä perliitti. Sementiitti on karbidi, joka on kovaa, mutta erittäin haurasta.
Teräksen karkaisu
Nopeampi jäähdytys muodostaa bainiittia, joka myös muodostuu sementiitistä ja ferriitistä, mutta ei ole lamellaarinen. Nopeimmat jäähdytykset aiheuttavat austeniitin lohkeamisen martensiitiksi, eli raudan kiderakenne muuttuu BCC:stä FCC:ksi yhtäkkisesti. Välisijoissa olevat hiiliatomit jäävät lukkoon austenittisen raudan välisijoihin aiheuttaen kiderakenteeseen puristusjännityksen, joka estää kiderakenteen muutoksia mekaanisten voimien vuoksi. Martensiittiset teräkset ovat kovia ja lujia, mutta myös hauraita.
Teräksen ominaisuuksia voidaan muokata vielä karkaisun jälkeen lämpökäsittelyillä kuten päästö ja nuorrutus, jolloin osa teräksestä uudelleenkiteytyy ja kiteeseen jääneet ylimääräiset atomit erkautuvat raerajoille. Päästö vähentää teräksen kovuutta, mutta lisää sen sitkeyttä.
Seosaineet
Terästä seostetaan hiilen lisäksi monilla muilla aineilla haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Yleisimpiä seosaineita ovat: nikkeli, pii, kromi, koboltti, volframi, molybdeeni, vanadiini ja alumiini.
Ruostumaton teräs sisältää alle 1,20 % hiiltä ja yli 12 % kromia. Yleinen seostus on 18 % kromia ja 10 % nikkeliä. Kromiseostuksen ansiosta pintaan muodostuu passiivinen raudan ja kromin oksidien kerros, joka erottaa teräksen ympäristöstä.
Valmistus
alumiini
Vaikka teräksen valmistus tunnettiin Kiinassa jo 200-luvulla, vasta 1855 patentoitu Bessemerkonvertteri alensi teräksen tuottamisen kustannukset samalle tasolle valuraudan kanssa. Teollisen vallankumouksen alkuajat teräs oli ollut liian kallista (50–60 £/tonni) yleiseen käyttöön ja rakenteet, jopa laivat valmistettiin etupäässä valuraudasta. Bessemerprosessin mahdollistaman hinnanalennuksen (7 £/tonni) myötä lähes kaikki valmistus kääntyi teräkseen.
Bessemerkonvertteri on masuuni, johon panostetaan rautaoksideja ja koksia, ja alhaalta puhalletaan masuuniin ilmaa. Puolet koksista palaa sulattaen raudan, ja puolet kuluu rautaoksidien pelkistämiseen. Epäpuhtaudet palavat tai jäävät kellumaan raudan pinnalle. Sula teräs lasketaan ulos uunin alaosasta.
Teräslaatuja
- hiiliteräkset
- Damaskiteräs
- Ruostumaton teräs on seostettu kromilla ja nikkelillä, ja kestää korroosiota.
- Työkaluteräkset ovat runsashiilisiä teräksiä, jotka on lisäksi seostettu kovia karbideja muodostavilla aineilla.
- suurlujuuksiset matalaseosteiset teräkset (HSLA-teräkset)
- seostetut teräkset
- superseokset
- Invarteräs
Linkkejä
- [http://butler.cc.tut.fi/~juhan/vmv_2002/vmv_4_1.html Rautametallit], Tampereen teknillisen yliopiston kurssimateriaalia.
- [http://terasrenki.com/teras/puukko.htm Puukko- ja veitsimateriaalien perusteita] Teräsrenki Oy.
Luokka:Metalliseokset
ja:鋼
simple:Steel
Rikki
Rikki (lat. sulphur) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on S ja järjestysluku 16. Se on yleinen, mauton ja hajuton, väriltään keltainen epämetalli. Luonnossa rikkiä esiintyy sekä alkuaineena että erilaisina yhdisteinä. Alkuaineena rikki on tuliperäisten alueiden maaperässä. Toimivasta tulivuoresta purkautuu mm. rikkiä ja rikin yhdisteitä ilmakehään ja maan pinnalle. Yleisemmin kuin alkuaineena, rikki on luonnossa erilaisina yhdisteinä. Nämä ovat pääasiassa rikin ja metallin yhdisteitä. Rikkiä saadaan metallinjalostuksen sivutuotteena, kun metalleja erotetaan näistä yhdisteistä.
Käyttö
Rikki on tärkeä alkuaine kaikille eliöille, joissa sitä tarvitaan aminohapoissa proteiinien osana. Teollisuudessa rikkiä käytetään esimerkiksi lannoitteisiin, mustaan ruutiin, laksatiiveihin, tulitikkuihin, hyönteis- ja sienimyrkkyihin ja rikkihapon, yleisimmän rikkiyhdisteen, valmistukseen. Kumin raaka-aineeseen, kautsuun, lisätään rikkiä. Tällöin saadaan kumia, joka kestää hyvin sekä kylmää että kuumaa. Monet lääkkeet, esimerkiksi penisiliini, sisältävät rikkiä. Myös nopeasti kuivuvissa liimoissa on rikkiä.
Luokka:Alkuaineet
ko:황
ja:硫黄
simple:Sulfur
th:กำมะถัน
Alumiini
Alumiini on hyvin yleinen metalli, jonka keveys ja lujuus tuovat merkittäviä säästöjä muun muassa kuljetusteollisuudessa. Alumiini kestää melko hyvin ilman ja veden vaikutusta, eikä siis ole altis korroosiolle ja siksi se on monissa sovelluksissa korvannut teräksen. Usein alumiinia seostetaan muilla metalleilla, esimerkiksi magnesiumilla. Alumiinin hyvää lämmönjohtavuutta hyödynnetään etenkin elektroniikkateollisuudessa. Myös alumiinin sähkönjohtokyky on erittäin hyvä.
Alumiinin tuottamiseen bauksiitista tarvitaan paljon sähköenergiaa, noin 16.000 kWh/tonni. Alumiinijätteestä palautuu uusiokäyttöön kolme neljäsosaa. Alumiinin tuotossa käytettään Hallin prosessia, jossa alumiinia valmistetaan elektrolysoimalla bauksiitin ja kryoliitin seosta.
Alumiini sitoutuu epämetalleihin kovalenttisluonteisila sidoksilla, mistä johtuu esimerkiksi alumiinioksidin liukoisuus sekä emäksiin että happoihin. Alumiinin tärkeitä yhdisteitä ovat muun muassa alumiinioksidi eli alumina (mm. hionta-aine) ja alumiinisulffaatti, Al2(SO4)2 (paperiteollisuus).
Alumiinin merkittävimpiä esiintymisalueita on Kiina.
- Atomipaino: 26,98154
- Tiheys (293 K): 2,702 g/cm3
- Sulamispiste: 660,37 °C
- Kiehumispiste: 2467 °C
- Ominaisvastus: 2,8·10−8Ω·m
Ominaisvastus
Ominaisvastusn Piccadilly Circusiin vuonna 1893 pystytetty patsas oli ensimmäisiä alumiinista valmistettuja patsaita]]
Luokka:Alkuaineet
Luokka:luonnonvarat
ko:알루미늄
ja:アルミニウム
simple:Aluminium
th:อะลูมิเนียม
ParistoParisto eli sähköinen pari on kemiallisen reaktion tuloksena syntyvä sähkövirran lähde, yksi sähkölaitteiden mahdollisista virtalähteistä. Pariston negatiivista napaa kutsutaan katodiksi ja positiivista napaa anodiksi. Elektrodit virtaavat negatiivisesta navasta johtimen välityksellä positiiviseen napaan. Sopimuksen mukaisesti kuitenkin sähkövirran määritelmän mukainen suunta on elektronien suuntaan päinvastainen. Virran suunnalla on merkitys tasavirtalaitteissa, missä virran suunta ei vaihdu.
Voltan patsas
Alessandro Volta kehitti 1775 teorian staattista sähköä varastoivasta laitteesta, mistä ovat syntyneet nykyiset kondensaattorit ja 1799 hän kehitti sinkki- ja hopealevyistä muodostuvan ensimmäisen pariston, Voltan patsaan, minkä hän julkisti 1800. Myös autojen akut ovat paristoja.
Paristokokoja
kondensaattori
Sähköparistoja on monenlaisia pienistä korvakuulokkeiden ja taskulaskinten paristoista suuriin erikoisakkuihin.
Sormiparistot
Tyypillisimpiä paristoja ovat mm. pyöreät sormiparistot, mitä käytetään korvalappustereoissa, radionauhureissa, taskulampuissa sekä kannettavissa cd-soittimissa. Niiden nimellisjännite on 1,5 volttia.
Suurimmat pyöreät (lieriömäiset) paristot ovat tyyppiä R20 (tai D tai UM-1), keskikokoiset R14 (tai C tai UM-2) ja pienet sormiparistot tyyppiä R6 (tai AA tai UM-3). Kameran paristoksi kutsuttu sormiparisto R03 (tai AAA tai UM-4) on tätäkin pienempi.
Suuret R20-, keskikokoiset R14- ja pienet R6-paristot ovat samanpituisia. Niiden runko anodin kohoutumaa lukuun ottamatta on yhtä pitkä kuin mitä kaksi 50 sentin kolikkoa ovat leveydeltään rinnakkain asetettuina. R03 -paristo on näitä lyhyempi, sen pituus vastaa kahden rinnakkain asetetun 20 sentin kolikon leveyttä ilman anodin kohoutumaa.
Korvakuulokkeen nappiparisto
Korvakuulokkeissa käytetään pieniä nappiparistoja, mitä voi esiintyä myös muissa vähän virtaa vievissä laitteissa, kuten polkupyörien elektronisissa nopeusmittareissa ja sähköisissä sanakirjoissa.
Litteä paristo
Litteää 4,5 voltin paristoa on käytetty mm. taskulamppujen paristona. Sen sisällä on kolme sarjaan kytkettyä 1,5 voltin paristoa. Litteässä 4,5 voltin paristossa katodikieli on pidempi kuin anodikieli.
Kuudenvoltin paristo
Suurissa taskulampuissa on käytetty kuudenvoltin paristoa, mikä on voitu korvata kehikolla, mihin on kytkettävissä neljä R20 -kokoista 1,5 voltin paristoa. Kuudenvoltin paristossa anodi ja katodi näkyvät pariston pinnasta kohoavina kapeina spiraaleina, jotka eivät muodoltaan eroa toisistaan.
Neppariparisto
Nepparipariston nimellisjännite on yhdeksän volttia. Sen katodissa on neljä pystysuuntaista uraa, minkä avulla se joustaa ja tiivistyy laitteen vastakappaleeseen.
Pariston anodi on uraton ja sileä. Neppariparistoja on käytetty aikaisemmin mm. pienissä radioissa ja LED-näyttöisissä taskulaskimissa 1970-luvulla ja 1980-luvun alussa.
Paristokytkennät
Sarjaankytkentä
Mikäli paristot ovat peräkkäin sarjaan kytkettyinä siten, että edellisen pariston anodi (+ -napa) on kytketty seuraavan pariston katodiin (- - napaan), muodostuu paristojen yhteiseksi jännitteeksi niiden jännitteiden summa sähkövirran pysyessä samana.
Rinnakkain kytkentä
Jos taas paristot ovat rinnakkain kytkettyinä siten, että anodit ja katodit ovat keskenään galvaanisessa kosketuksessa, ei jännite suurene, mutta paristoista saatava virta on paristojen virtojen summa ja paristomäärän lisääminen rinnakkaiskytkennässä lisää niiden käyttöaikaa.
Jos paristojen napajännitteissä on eroa, rinnankytkennässä paristo, jossa on suurempi jännite, purkaantuu. Siksi paristojen rinnankytkentä ei ole suositeltava tapa, vaan suurta virtaa tarvittaessa tulisi käyttää suurivirtaisia paristomalleja.
Luokka:Elektroniikka
Lasi
Lasi on sulatettujen silikaattien jähmettyessä muodostunut massa. Lasi on haurasta, kovaa ja yleensä läpinäkyvää. Sulatetun silikaatin jäähtyessä, atomit eivät enää palaudu kiteiseen muotoon vaan jähmettynyt massa jää lasiksi. Tavallinen ikkunalasi läpäisee näkyvää valoa, mutta ei juuri ollenkaan ultraviolettisäteilyä. Lasi ei juurikaan johda sähköä sen jälkeen kun se on jähmettynyt, mutta ennen sitä kun se on vielä juoksevaa, se johtaa erittäin hyvin sähköä. Lasi ei myöskään johda erityisen hyvin lämpöä, minkä vuoksi se täytyy jäähdyttää hitaasti. Jos lasi jäähdytetään liian nopeasti, lämpötila laskee lasimassassa epätasaisesti ja lasiin jää sisäisiä jännitystiloja. Vähäinenkin ulkopuolinen voima saattaa purkaa näitä jännityksiä, jolloin lasi särkyy lähes räjähdysmäisesti. Tämän on saattanut moni huomata kun on kaatanut kylmään lasiin vaikka kuumaa kahvia tai teetä.
Eri tarkoituksiin valmistettavilla lasilaaduilla on erilainen koostumus. Pullot, purkit, ikkunalasi ja hehkulamput ovat ns. natronlasia, jonka raaka-aineet ovat kvartsihiekka (piidioksidi) noin 3/4, sooda (natriumkarbonaatti, Na2CO3 (Na2O) n.15% ja kalkkikivi (kalsiumkarbonaatti, CaCO3) n.10%. Jos soodan sijasta käytetään potaskaa (kaliumkarbonaattia), saadaan kirkkaampaa ns. böömiläistä kristallilasia. Lyijyoksidia sisältävä kristalli soveltuu taidelasiksi. Booripitoista lasia käytetään tekniikassa.
Miten lasi valmistetaan?
Raaka-aineet sekoitetaan oikeassa suhteessa, jolloin saadaan ns. mänkiä. Tämä seos sulatetaan lähes 1500 C:n kuumuudessa uunissa. Sulatusta seuraa lasimassan muovaus ja lasin jäähdytys. Ikkunalasi (levylasi) valmistetaan vetämällä eli rullaamalla. Sulatteeseen kastetaan kuuma rauta, johon tarttunut lasi nousee levynä rautaa nostettaessa. Lasilevyn paksuus säädetään veronopeudella. Jäähdytyksen jälkeen se voidaan leikata sopiviksi paloiksi. Pullot ja hehkulamput valmistetaan koneissa puhaltamalla. Automaattikoneet puhaltavat paineilmalla 200 000 pulloa vuorokaudessa tai 900 hehkulamppua minuutissa. Lasilautasia, tuhkakuppeja, ja huokeita juomalaseja tehdään valurautamuoteissa puristamalla. Lasia valmistetaan Suomessa mm. Nuutajärven, Riihimäen, Ryttylän, Karhulan sekä Iittalan tehtaissa.
Jälkikäsittely
Peililasi ja korkealaatuiset ikkunalasit saadaan levylasia hiomalla ja kiillottamalla. Lasi voidaan koristella esim. kaivertamalla, etsaamalla tai maalaamalla. Lasi kestää hyvin happoja, mutta poikkeuksen tekevät fluoriyhdisteet joilla voidaan syövyttää kuvioita lasin pinnalle. Puhaltamalla voimakkaasti hiekkaa läpi levyn, johon on leikattu kuvioita, saadaan nämä näkymään lasissa himmentyneenä pintana. Läpinäkymätönlasi eli opaali- tai maitolasi syntyy siten, että jo lasin raaka-aineseokseen lisätään kiteytyviä aineita. esim. kryoliittiä, fluorisälpää ja luutuhkaa. Lasin värit johtuvat metallioksideista. rauta = vihreä, kobolttioksidi = sininen, seleeni = punainen, hiili = ruskea.
Taitoa ja taidetta
Nykypäivänä suurinosa lasista valmistetaan koneilla. Kuitenkin pieniosa joistakin lasisista taide- ja koriste-esineistä valmistetaan puhaltamalla. Lasinpuhallus on vanhaa arvossa pidettyä käsityötä. Rautaisessa n.1,5 metrin pituisessa puhalluspillissä on erityinen suukappale. Pillin toiseen päähän otetaan kimpale lasisulatetta, joka puhalletaan ontoksi. Sulatetta lisäten ja koko ajan pilliä pyöritellen lasi muovataan halutuksi esineeksi, joko vapaasti tai muottia käyttäen. Suomalainen lasitaide on noussut maailmanmaineeseen 1940-luvulta alkaen. Taiteilijoitamme ovat esim. Kaj Franck, Timo Sarpeneva, Nanny Still ja Tapio Wirkkala. He ovat muotoilleet jokapäiväiseen käyttöön tarkoitettua lasiesineistöä.
[http://koal.cop.fi/prosessitekniikka/doc-html/lasi.html Prosessi tekniikka]
[http://norssi.oulu.fi/projektit/6awww/heikkiva/lasipro_2.htm Heikin lasisivut]
Luokka:Raaka-aineet
ms:Kaca
ja:ガラス
simple:Glass
th:แก้ว
Rauta
Rauta on siirtymämetallien ryhmään kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Fe (latinasta Ferrum). Rauta on painavin tähdissä nukleosynteesin kautta syntyvä alkuaine. Näin ollen se on yleisin raskasmetalli maailmankaikkeudessa. Jaksollisessa järjestelmässä rauta on 26. alkuaine. Se on pehmeä metalli, joka liukenee happoihin muodostaen samalla vetyä. Hopean värinen, kiiltävä, aktiivinen ja helposti hapettuva. Rauta on yleinen maaperästä löytyvä metalli, jolla on useita hyödyllisiä käyttökohteita, tärkein näistä on teräs. Rauta esiintyy vapaana: meteoriittirautana sekä myös yhdisteinä mm. magnetiittina ja hematiittina.
Raudan ominaisuuksia:
- tiheys 7874 kg/m3
- atomipaino 55,845 u
- sulamispiste 1808 K
- kiehumispiste 3023 K
Historia
Löytövuosi on esihistoriallinen. Ensimmäiset todisteet raudan käytöstä ovat Sumeriasta ja Egyptistä n. 4000 eaa. Silloin raudasta tehtiin pääasiassa keihään kärkiä tai muita suhteellisen pieniä esineitä, koska rautaa kerättiin meteoriittien jäännöksistä.
Valmistus ja käyttö
Valmistetaan oksideista hiilellä pelkistämällä masuuneissa.
Rautaa käytetään autojen valmistukseen, polkupyörissä, säilykepurkeissa, työkaluissa ja katalysaattori ammoniakin valmistukseen. Rauta on hemoglobiinissa hapen sitoja sekä hivenaine.
Luokka:Alkuaineet
Luokka:luonnonvarat
ms:Besi
ko:철
ja:鉄
simple:Iron
th:เหล็ก
Violetti
Violetti on väri. Violetti on sinisen ja punaisen sekoitus. Violettia kutsutaan myös nimellä lila.
Toisinaan violetiksi kutsutaan myös "syvän sinistä" spektrin reunimmaista väriä, jota ei voi toistaa näyttötekniikalla. Spektrillä olevan violetin aallonpituus on noin 400 millimetrin miljoonasosaa eli 400 nm.
Magenta ja purppura ovat lähellä violettia olevia sinipunaisia värejä.
Värikoordinaatit
- RGB:
- R: 255
- G: 0
- B: 255
- (heksadesimaalimuodossa #FF00FF)
Linkkejä
- [http://www.coloria.net/varit/violetti.htm coloria.net - violetti]
Luokka:Värit
Ruskea
Ruskea väri muodostetaan sekoittamalla punaista ja vihreää, oranssia ja sinistä tai keltaista ja purppuraa. Ruskea saadaan muodostettua näytöllä tummana oranssina.
Esimerkki ruskeasta väristä RGB-värimallissa on numerot [150, 75, 0] skaalalla 0 - 255.
Linkkejä
- [http://www.coloria.net/varit/ruskea.htm coloria.net - ruskea]
Luokka:Värit
Rauta
Rauta on siirtymämetallien ryhmään kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Fe (latinasta Ferrum). Rauta on painavin tähdissä nukleosynteesin kautta syntyvä alkuaine. Näin ollen se on yleisin raskasmetalli maailmankaikkeudessa. Jaksollisessa järjestelmässä rauta on 26. alkuaine. Se on pehmeä metalli, joka liukenee happoihin muodostaen samalla vetyä. Hopean värinen, kiiltävä, aktiivinen ja helposti hapettuva. Rauta on yleinen maaperästä löytyvä metalli, jolla on useita hyödyllisiä käyttökohteita, tärkein näistä on teräs. Rauta esiintyy vapaana: meteoriittirautana sekä myös yhdisteinä mm. magnetiittina ja hematiittina.
Raudan ominaisuuksia:
- tiheys 7874 kg/m3
- atomipaino 55,845 u
- sulamispiste 1808 K
- kiehumispiste 3023 K
Historia
Löytövuosi on esihistoriallinen. Ensimmäiset todisteet raudan käytöstä ovat Sumeriasta ja Egyptistä n. 4000 eaa. Silloin raudasta tehtiin pääasiassa keihään kärkiä tai muita suhteellisen pieniä esineitä, koska rautaa kerättiin meteoriittien jäännöksistä.
Valmistus ja käyttö
Valmistetaan oksideista hiilellä pelkistämällä masuuneissa.
Rautaa käytetään autojen valmistukseen, polkupyörissä, säilykepurkeissa, työkaluissa ja katalysaattori ammoniakin valmistukseen. Rauta on hemoglobiinissa hapen sitoja sekä hivenaine.
Luokka:Alkuaineet
Luokka:luonnonvarat
ms:Besi
ko:철
ja:鉄
simple:Iron
th:เหล็ก
ElektronegatiivisuusElektronegatiivisuus on suhteellinen mitta, joka kuvaa sitä, miten voimakkaasti atomi vetää puoleensa yhteisiä sidoselektroneja molekyylissä. Esimerkiksi happiatomin elektronegatiivisuus on suurempi kuin vetyatomin, joten vesimolekyylissä suurempi osuus happi-vetysidosten elektronitiheydestä on happea lähellä. Mitä suurempi on sidoksen muodostavien atomien elektronegatiivisuuksien ero, sitä polaarisempi sidos on.
Useimmiten elektronegatiivisuuden mittaamiseen käytetään Linus Paulingin vuonna 1932 esittelemää asteikkoa. Muita asteikkoja ovat Mullikenin asteikko (1934), Allredin–Rochowin asteikko ja Allenin asteikko.
Paulingin asteikko
Pauling antoi elektronegatiivisimmalle alkuaineelle fluorille arvon 4,0. Vähiten elektronegatiivisen alkuaineen frankiumin arvo on 0,7. Jaksollisen järjestelmän jakson 2 alkuaineiden elektronegatiivisuudet ovat yhden desimaalin tarkkuudella 0,5:n päässä toisistaan:
- litium: 1,0 – beryllium: 1,5 – boori: 2,0 – hiili: 2,5 – typpi: 3,0 – happi: 3,5 – fluori: 4,0
Mullikenin asteikko
Mullikenin asteikossa elektronegatiivisuusarvot saadaan ionisoitumispotentiaalin ja elektroniaffiniteetin keskiarvosta. Mullikenin arvot esitetään suoraan energian yksiköissä, tavallisesti elektronivoltteina (eV).
Elektronegatiivisuus ja sidokset
Alkuaineet, joiden elektronegatiivisuusero on pieni (Paulingin asteikossa alle 0,4), muodostavat suhteellisen poolittomia kovalenttisia sidoksia. Jos elektronegatiivisuusero on välillä 0,4–2,0, sidokset ovat polaarisia ja kovalenttisia. Jos ero on suurempi kuin 2,0, alkuaineiden välille muodostuvilla sidoksilla on paljon ionista luonnetta.
Säännönmukaisuudet elektronegatiivisuudessa
Elektronegatiivisuudet kasvavat, kun liikutaan vasemmalta oikealle jaksollisen järjestelmän pääryhmissä (ryhmät 1–2 ja 13–17). Kasvu johtuu siitä, että atomin ytimen varauksen suurentuessa ydin vetää elektroneja enemmän puoleensa. Samalla siis kasvaa myös ensimmäinen ionisoitumisenergia.
Elektronegatiivisuudet pienenevät, kun liikutaan pääryhmissä ylhäältä alas. Tässä suunnassa atomin elektronikuorien määrä lisääntyy eikä ydin vedä elektroneja yhtä tiukasti puoleensa.
Elektronegatiivisuus siis suurenee kuljettaessa vasemmasta alakulmasta oikeaan yläkulmaan.
Paulingin asteikon elektronegatiivisuudet jaksollisessa järjestelmässä
Elektronegatiivisuuden syyt
Helppo selitys:
Taulukosta huomataan, että jalokaasuilla ei ole merkittynä elektronegatiivisuuksia. Jalokaasuilla on uloin elektronikuori täynnä, ja kun elektronikuori on täynnä, se on mahdollisimman pallonmuotoinen. Tämä "elektkronien verho" peittää näin täysin ytimen positiivisen varauksen ja atomi ei siten houkuttele elektroneja lainkaan.
Vaikea selitys:
Alkuaineiden erilaisten elektronegatiivisuuksien ajatellaan nykyään johtuvan atomiytimen ja atomiorbitaalien välisistä suhteista, mikä kuuluu kvanttimekaniikan alaan. Elektronegatiivisemmalla atomilla on uloimman elektronikuoren rakenne sellainen, että kun se saa elektronin, sen atomiorbitaalien muoto lähestyy pallon muotoa, ja se on síten "elektronitiheämpi", kuin jos vähemmän elektronegatiivinen atomi saa elektronin. Elektropositiivisuus (vastakohtana tälle) on vanhentunut ja huono termi, jota ei nykyään tässä yhteydessä käytetä.
Asiaa voidaan käsitellä myös sähkömekaniikan ja fysiikan termein, kuten Mullikenin asteikkossa on osittain tehty.
Vaikein selitys:
ks. kvanttifysiikka, perusvuorovaikutukset
Katso myös
- elektrodi
- Kemiallinen sidos
- Linus Pauling
Luokka:Kemialliset ominaisuudet
ko:전기음성도
ja:電気陰性度
th:อิเล็กโตรเนกาทิวิตี
IonisoitumisenergiaIonisoitumisenergia eli ionisaatioenergia (tunnus I tai Ei) on energia, joka vähintään tarvitaan elektronin irrottamiseksi atomista tai molekyylistä. Ionisoitumisenergiaa sanotaan toisinaan ionisoitumispotentiaaliksi, vaikka energia ja potentiaali ovat eri asioita.
Ionisoitumisenergian avulla voidaan arvioida, kuinka helposti atomi luovuttaa elektronitiheyttään. Esimerkiksi jalokaasuatomilla on nykyisin tunnetuissa jalokaasumolekyyleissä aina positiivinen osittausvaraus, eli se luovuttaa omaa elektronipilveään muille atomeille. Siten voidaan päätellä, että jalokaasu reagoi sitä herkemmin, mitä pienempi sen ionisoitumisenergia on. Jos radioaktiivista radonia ei oteta huomioon, pienin ionisoitumisenergia on jalokaasuista ksenonilla. Ksenonia onkin suurimmassa osassa tunnetuista jalokaasuyhdisteistä.
Määritelmät
Ionisoitumisenergialla tarkoitetaan usein ensimmäistä ionisoitumisenergiaa. Se on energia, joka tarvitaan elektronin poistamiseksi ylimmältä miehittyneeltä orbitaalilta kaasufaasissa olevasta perustilaisesta sähköisesti neutraalista aineesta. Tätä ionisoitumiseksi kutsuttavaa prosessia voidaan kuvata seuraavalla reaktioyhtälöllä: A(g) + ionisoitumisenergia → A+(g) + e−
Seuraavan elektronin poistamiseen tarvittavaa energiaa sanotaan toiseksi ionisoitumisenergiaksi. Yleisesti n:s ionisoitumisenergia kertoo, kuinka paljon energiaa vaaditaan elektronin irrottamiseksi sellaisesta atomista tai molekyylistä, josta on jo poistunut n − 1 elektronia. Vastaavat reaktioyhtälöt ovat:
A+(g) + toinen ionisoitumisenergia → A2+(g) + e−
A(n − 1)+(g) + n:s ionisoitumisenergia → An+(g) + e−
Ionisoitumisenergia ilmoitetaan tavallisesti kilojouleina moolia elektroneja kohden (kJ/mol) tai elektronivolteissa yhtä elektronia kohden (eV).
Säännöllisyydet
elektronivolteissaiin (Ar), ionisoitumisenergia yleensä kasvaa järjestysluvun suurentuessa. Samassa ryhmässä, esimerkiksi jalokaasuissa (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), ionisoitumisenergia taas pienenee. Kuvaajassa on pystyakselina ensimmäinen ionisoitumisenergia ja vaaka-akselina alkuaineen järjestysluku.]]
Alkuaineiden ionisoitumisenergiat muuttuvat melko säännönmukaisesti jaksollisessa järjestelmässä liikuttaessa. Ionisoitumisenergia tavallisesti suurenee, kun atomisäde pienenee – ja päinvastoin.
Kun liikutaan samaa jaksoa vasemmalta oikealle, ionisoitumisenergia yleensä kasvaa, sillä protonien lukumäärästä johtuva ydinvaraus suurenee tässä suunnassa. Tällöin elektroni kokee yhä suuremman vetovoiman ja sitä on vaikeampi poistaa ytimen vaikutuspiiristä.
Kun kuljetaan samassa ryhmässä ylhäältä alaspäin, ionisoitumisenergia yleensä pienenee. Ydinvaraus kasvaa tässäkin tapauksessa, mutta toisaalta elektronit sijoittuvat ulommille kuorille kauemmaksi ytimestä. Tällöin sisäkuorilla olevat elektronit pystyvät varjostamaan ulommaisia elektroneja siten, että nämä tuntevat pienemmän positiivisen ydinvarauksen. Suurempi etäisyys ja pienempi varaus pienentävät ytimen ja elektronin välistä vetovoimaa ja siten ionisoitumisenergiaa. Samoista syistä jaksosta seuraavaan siirryttäessä ionisoitumisenergia putoaa.
Säännöllisyyksiin on joitakin poikkeuksia. Berylliumin ionisoitumisenergia on 899 kJ/mol, mutta samassa jaksossa seuraavan alkuaineen boorin ionisoitumisenergia on pienempi, 800 kJ/mol. Samoin ionisoitumisenergia pienenee typestä happeen siirryttäessä. Poikkeukset selittyvät elektronikonfiguraatioilla. Boorilla on konfiguraatio 1s22s22p1, joten sen 2s-elektronit varjostavat 2p-elektronia ja siten pienentävät ionisoitumisenergiaa. Hapella (1s22s22p4) taas on yksi täysi 2p-orbitaali. Koska samalla orbitaalilla olevat elektronit hylkivät toisiaan, elektroni irtoaa helpommin ja ionisoitumisenergia on pienempi kuin typellä, jonka 2p-orbitaaleilla elektronit ovat yksittäin.
Toisen elektronin irrottaminen vaatii aina enemmän energiaa kuin ensimmäinen ionisoituminen, koska positiivinen ioni vetää elektronia enemmän puoleensa kuin neutraali atomi. Ulkokuoren elektroneille n:s ionisoitumisenergia on karkeasti arvioituna n kertaa niin suuri kuin ensimmäinen ionisoitumisenergia. Elektronin poistamiseksi sisäkuorelta tarvitaan selvästi enemmän energiaa. Esimerkiksi magnesiumilla on kaksi ulkoelektronia. Sen ensimmäinen ja toinen ionisoitumisenergia ovat 738 ja 1451 kJ/mol, mutta kolmas ionisoitumisenergia (7733 kJ/mol) on jo yli kymmenkertainen ensimmäiseen verrattuna. Siten magnesium ei juurikaan esiinny Mg3+-ionina.
Myös molekyylien ionisoitumisenergiat voivat muuttua säännöllisesti. Esimerkiksi halogeenimolekyylien ionisoitumisenergiat pienenevät molekyylin kasvaessa: F2 (15,7 eV), Cl2 (11,5 eV), Br2 (10,5 eV), I2 (9,3 eV).
Koopmanin väittämä
Ionisoitumisenergioita voidaan määrittää muillekin kuin ylimmän miehittyneen orbitaalin elektroneille. Koopmanin väittämän mukaan elektronin irrottamiseen vaadittava energia on yhtä suuri kuin elektronin orbitaalin energia. Väittämä pätee tarkasti vain yksielektronisille atomeille, koska se olettaa, että muut elektronit pysyvät omilla orbitaaleillaan yhden elektronin poistuttua.
Kiinteät aineet
Ionisoitumisenergian määritelmässä atomi on kaasufaasissa. Kun elektroneja irrotetaan säteilyn avulla kiinteästä metallista, puhutaan valosähköisestä ilmiöstä. Valosähköisessä ilmiössä elektronin irrottamiseen tarvittava energia eli irrotustyö on karkeasti arvioiden noin puolet alkuaineen ionisoitumisenergiasta. Esimerkiksi litiumin irrotustyö on 2,9 eV ja ionisoitumisenergia 5,4 eV.
Katso myös
- alkuaineiden ionisoitumisenergiat
- elektroniaffiniteetti
Luokka:Kemialliset ominaisuudet
ko:이온화 에너지
th:พลังงานไอออไนเซชัน
HapetuslukuHapetusluku eli hapetusaste on kemiassa luku, joka kuvaa jossakin määrin atomin luovuttamaa tai vastaanottamaa elektronijakaumaa. Hapetusluvun avulla voidaan kätevästi varmistaa, että reaktiossa elektronien määrä säilyy. Hapetuslukua käytetään myös yhdisteiden nimeämiseen ja kemiallisten kaavojen kirjoittamiseen.
Hapetusluku voi vaikuttaa huomattavasti alkuaineen ominaisuuksiin. Esimerkiksi kromi on hapetusluvulla +3 ihmiselle välttämätön hivenaine, mutta hapetusluvulla +6 se on myrkyllinen.
Määritelmän mukaan hapetusluku on kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa, jos kunkin sidoksen elektronit annetaan sille atomille, joka vetää niitä enemmän puoleensa. Jos sidoksen atomit ovat samaa alkuainetta, elektronit jaetaan tasan. Hapetusluku on kemialliseen kirjanpitoon käytettävä käsite, eikä sitä voida mitata suoraan samalla tavalla kuin esimerkiksi massaa tai lämpökapasiteettia.
Hapetusluvun laskeminen
Vesimolekyylissä (H2O) yhteiset sidoselektronit ovat lähempänä happiatomia, koska se on vetyä elektronegatiivisempi. Hapetuslukuja laskettaessa hapella on siis kahdeksan ulkoelektronia. Hapen kuvitteellinen varaus eli hapetusluku on siten −2, sillä neutraalilla hapella on kuusi ulkoelektronia. Molempien ilman elektroneita jäävien vetyatomien hapetusluku on +1.
Hapetuslukuja ei tarvitse aina laskea suoraan määritelmän pohjalta, vaan voidaan käyttää seuraavia sääntöjä:
#Alkuaineessa atomin hapetusluku on 0.
#Yksiatomisen ionin hapetusluku on yhtä suuri kuin ionin varaus. Siten alkalimetallien hapetusluku yhdisteissä on lähes aina +1 ja maa-alkalimetallien +2.
#Neutraalissa molekyylissä kaikkien atomien hapetuslukujen summa on nolla. Ionirakenteisessa molekyylissä atomien hapetuslukujen summa on yhtä suuri kuin ionin varaus.
#Fluorin hapetusluku on yhdisteissä aina −1 (koska fluori on elektronegatiivisin alkuaine).
#Hapen hapetusluku on yhdisteissä yleensä −2. Peroksideissa, joissa on yksinkertainen happi-happisidos (esim. H2O2), hapetusluku on −1. Superoksideissa, joissa on O2−-ioni (esim. KO2), hapetusluku on −½. Kohdan 4 perusteella hapen hapetusluku esimerkiksi yhdisteessä OF2 on +2. Kohdan 1 perusteella hapetusluku molekyyleissä O2 ja O3 on 0.
#Vedyn hapetusluku on yhdisteissä yleensä +1, metallihydrideissä kuitenkin −1.
Esimerkkejä
Kaliumkarbonaatissa (K2CO3) on kaksi K+-ionia ja yksi CO32−-ioni. Kaliumin hapetusluku karbonaatissa on siten +1. Hapen hapetusluku on −2. Jotta karbonaatti-ionin varaukseksi saadaan −2, hiilen hapetusluvun on oltava +4, sillä −2·3 + 4 = −2.
Magnetiitissa (Fe3O4) raudan keskimääräinen hapetusluku on +8/3, sillä 8/3·3 −2·4 = 0. Tämä hapetusluku ei ole kokonaisluku, sillä magnetiitissa on kaavayksikköä kohden yksi Fe2+-ioni ja kaksi Fe3+-ionia.
Koska sinkin hapetusluku on aina +2, voidaan päätellä, että sinkkikloridin kaava on ZnCl2. Jos alkuaineella voi olla useita hapetuslukuja, hapetusluku merkitään yhdisteen nimessä roomalaisin numeroin, esimerkiksi rauta(II)kloridi (FeCl2) ja rauta(III)kloridi (FeCl3).
Hapetuslukujen avulla voidaan tarkastella hapetus-pelkistysreaktioita. Esimerkiksi metaani palaa seuraavasti: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Reaktiossa vedyn hapetusluku ei muutu. Neljä happiatomia saavat muodollisesti yhteensä 8 elektronia, sillä alussa niiden hapetusluku on nolla ja lopussa −2. Reaktio on elektronien suhteen tasapainossa, koska hiili menettää 8 elektronia (hapetusluku alussa −4 ja lopussa +4). Reaktiossa hiilen hapetusluku suurenee eli hiili hapettuu. Hapen hapetusluku pienenee, eli happi pelkistyy.
Katso myös
- alkuaineiden tavallisimmat hapetusluvut
- valenssi
Luokka:Kemialliset ominaisuudet
ko:산화수
ja:酸化数
Typpi
Typpi on alkuaine, joka esiintyy normaalisti kaksiatomisena kaasuna. Typen järjestysluku on 7 ja kemiallinen merkki N. Typpi on osana monissa elämälle välttämättömissä yhdisteissä.
Ominaisuudet
Typpi on epämetalli, jolla on viisi elektronia uloimmalla elektronikuorellaan. Huoneenlämmössä typpi on hajutonta, mautonta ja väritöntä. Kahden typpiatomin muodostamassa typpimolekyylissä N2 on kestävä kolmoissidos, mikä tekee typestä passiivisen.
Historia
Daniel Rutherford löysi typen vuonna 1772, mutta jo keskiajan alkemistit tunsivat typen yhdisteitä.
Esiintyminen
Typpi on luonnossa hyvin yleinen alkuaine ja sitä esiintyy kaikissa eliöissä maanpallolla. Typpi kuuluu keskeisesti mm. aminohappoihin. 78% Maan ilmakehästä koostuu typestä.
Isotoopit
Typellä on kaksi isotooppia, pysyvä N-14, jota on yli 99,6% kaikesta typestä, ja pysymätön N-15.
Käyttö
Nestemäinen typpi soveltuu matalan kiehumispisteensä ansiosta mm. jäähdytykseen. Tämän lisäksi typen passiivisuus mahdollistaa sen käytön suojakaasuna. Teollisuudessa typpeä käytetään ammoniakkin, lannoitteiden sekä perinteisten räjähdysaineiden raaka-aineena. Typpihapon ja suolahapon seos, kuningasvesi on yksi harvoja aineita, joka voi liuottaa kultaa.
Biologinen merkitys
Typpi on elintärkeää kaikelle elämälle, sillä sitä tarvitaan aminohappojen sekä nukleiinihappojen muodostamisessa. Vaikka suurin osa ilmakehästä onkin typpeä, voi kasveille syntyä siitä vajausta, sillä ne eivät voi vastaanottaa sitä suoraan ilmasta. Tähän pystyy mm. hernekasvien juurinystyissä elävät typensitojabakteerit, jotka elävät symbioosissa kasvin kanssa. Eläimet eivät voi sitoa typpeä itse lainkaan, vaan saavat tarvitsemansa typen syödessään kasveja ja muita eläimiä.
Huomioitavaa ja varoitukset
Typpi on kasviravinne, joka aiheuttaa vesistöjen rehevöitymistä. Typen oksidit aiheuttavat happamia sateita.
Linkit
[http://www.ttl.fi/internet/ova/typpi.html Onnettomuutta ja vaaraa aiheuttavat aineet]
Luokka:Alkuaineet
ko:질소
ja:窒素
simple:Nitrogen
th:ไนโตรเจน
RikkihappoRikkihappo on erittäin vahva happo, jonka kemiallinen kaava on H2SO4. Se on kirkas, lähes hajuton, hieman jähmeäjuoksuinen neste.
Se on voimakkaasti syövyttävää. Väkevä rikkihappo sitoo hyvin vettä. Tästä syystä rikkihappoa voidaan käyttää kuivausaineena. Rikkihappoa käytetään kuivausaineena esim. silloin, kun ilmaa nesteytetään. Ennen nesteyttämistä ilma johdetaan väkevän rikkihapon läpi. Tällöin rikkihappo imee itseensä ilmassa olevan veden. Kun rikkihappoa liukenee veteen, vapautuu runsaasti lämpöenergiaa. Tämän vuoksi rikkihappo laimennetaan aina siten, että rikkihappoa kaadetaan veteen. Koskaan ei saa kaataa vettä rikkihappoon, sillä silloin vesi voisi alkaa kiehua hapon pinnalla ja aiheuttaa roiskumista.
Kun rikkihappomolekyyli joutuu veteen, rikkihappomolekyyli hajoaa ioneiksi. Molekyylistä irtoaa kaksi vetyionia. Vetyioni on positiivinen ioni. Kun rikkihappomolekyylistä irtoaa kaksi vetyionia, jäljelle jää negatiivinen sulfaatti-ioni.
Vetyionit eivät viihdy yksin vedessä vaan liittyvät heti vesimolekyyleihin. Tällöin muodostuu positiivisia oksoniumioneja. Oksoniumionit aiheuttavat liuoksen happamuuden.
Puu koostuu pääasiassa hiilestä, hapesta ja vedystä. Kun puupalan päälle kaadetaan väkevää rikkihappoa, puu mustuu. Rikkihappo hajottaa puussa olevia yhdisteitä ja ryöstää yhdisteiltä veden alkuaineet, vedyn ja hapen. Jäljelle jää hiili, joka antaa puupalalle mustan värin.
Rikkihappo on eniten käytetty teollisuuskemikaali. Sitä käytetään sellu- ja paperiteollisuudessa, kaivos- ja metalliteollisuudessa sekä kemianteollisuudessa mm. fosfaattien, lannoitteiden, titaanidioksidin ja viskoosin valmistukseen.
Rikkihapon 25 % liuosta käytetään lyijyakkujen akkuhappona. Lisäksi rikkihappoa käytetään laboratoriokemikaalina.
Rikkihappo on kaksiarvoinen (kaksiemäksinen) happo, koska sen molekyylissä on kaksi vetyatomia, jotka voivat irrota protolyysireaktiossa. Rikkihapolla on siksi kahdentyyppisiä suoloja. Rikkihapon suolat ovat nimeltään sulfaatteja tai vetysulfaatteja (SO42- on sulfaatti-ioni, HSO4-, vetysulfaatti-ioni).
Linkit
Onnettomuuden vaaraa aiheuttavat aineet, Työterveyslaitos
[http://192.58.80.9/tt/OVA/frikkiha.html OVA - Rikkihappo]
Kokeita rikkihapolla, OPH, Etälukion kemia
[http://www.oph.fi/etalukio/opiskelumodulit/kemia/labra/rikkihappo.html]
Luokka:Epäorgaaniset hapot
ms:Asid Sulfurik
ko:황산
ja:硫酸
VitamiiniVitamiinit ovat eliön pienessä määrin tarvitsemia orgaanisia yhdisteitä, joita eliö ei itse kykene tuottamaan lainkaan tai riittävästi ja jotka niin ollen on saatava ravinnosta. Vitamiineihin ei lueta välttämättömiä aminohappoja eikä rasvahappoja eikä myöskään hivenaineita tai kivennäisaineita (jotka ovat epäorgaanisia aineita). Ihminen tarvitsee 13 eri vitamiinia.
Sanan vitamiini loi puolalainen biokemisti Kazimier Funk vuonna 1912. Sanassa yhdistyy vita (lat. elämä) ja amiini. Siihen aikaan ajateltiin kaikkien vitamiinien olevan amiineja. Vaikka nykyään tiedetään, että näin ei ole, nimi on kuitenkin säilynyt.
Ihmisen tarvitsemat vitamiinit
Luokka:Vitamiinit
ko:비타민
ja:ビタミン
th:วิตามิน
TeräsTeräs on seostettua rautaa, jossa voidaan käyttää erilaisia seosaineita. Kaikille teräslaaduille on yhteistä, että ne sisältävät hiiltä. Hiiliatomit vahvistavat raudan kiderakennetta lisäten metallin lujuutta ja kovuutta. Hiilen osuus teräksessä voi vaihdella teräslaadusta riippuen, perinteisesti teräksenä pidetään rautaa jossa on enintään 5,1% hiiltä. Hieman ristiriitaisesti kun raudan hiilipitoisuus on terästä suurempi, käytetään siitä nimitystä valurauta.
Teräksen ominaisuudet riippuvat voimakkaasti sen rakenteesta, joka puolestaan riippuu hiilen määrästä ja seosaineista. Rakenteeseen vaikutetaan myös lämpökäsittelyillä, etenkin karkaisulla. Karkaisu suoritetaan upottamalla kuuma teräs veteen tai öljyyn, jolloin se jäähtyy nopeasti.
Teräksen rakenne
Ferriitti on raudan tilakeskeinen kuutiollinen (BCC) kiderakenne, joka on vakain huoneenlämmössä. Vain ferriittinen teräs on ferromagneettista.
Yli 723°C:n lämpötilassa kiderakenne muuttuu austeniittiseksi – pintakeskeiseksi kuutiolliseksi (FCC) muodoksi, joka pystyy liuottamaan itseensä 2,1 % hiiltä. Hiiliatomit ovat sijoittuneet raudan atomihilan välisijoihin.
Jäähdytettäessä hitaasti ylikyllästeinen austeniitti muuttuu ferriitiksi ja hiilen ylijäämä muodostaa sementiittiä, Fe3C, joka muodostaa ferriitin kanssa lamellimaisen kaksifaasisen yhdisteen nimeltä perliitti. Sementiitti on karbidi, joka on kovaa, mutta erittäin haurasta.
Teräksen karkaisu
Nopeampi jäähdytys muodostaa bainiittia, joka myös muodostuu sementiitistä ja ferriitistä, mutta ei ole lamellaarinen. Nopeimmat jäähdytykset aiheuttavat austeniitin lohkeamisen martensiitiksi, eli raudan kiderakenne muuttuu BCC:stä FCC:ksi yhtäkkisesti. Välisijoissa olevat hiiliatomit jäävät lukkoon austenittisen raudan välisijoihin aiheuttaen kiderakenteeseen puristusjännityksen, joka estää kiderakenteen muutoksia mekaanisten voimien vuoksi. Martensiittiset teräkset ovat kovia ja lujia, mutta myös hauraita.
Teräksen ominaisuuksia voidaan muokata vielä karkaisun jälkeen lämpökäsittelyillä kuten päästö ja nuorrutus, jolloin osa teräksestä uudelleenkiteytyy ja kiteeseen jääneet ylimääräiset atomit erkautuvat raerajoille. Päästö vähentää teräksen kovuutta, mutta lisää sen sitkeyttä.
Seosaineet
Terästä seostetaan hiilen lisäksi monilla muilla aineilla haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Yleisimpiä seosaineita ovat: nikkeli, pii, kromi, koboltti, volframi, molybdeeni, vanadiini ja alumiini.
Ruostumaton teräs sisältää alle 1,20 % hiiltä ja yli 12 % kromia. Yleinen seostus on 18 % kromia ja 10 % nikkeliä. Kromiseostuksen ansiosta pintaan muodostuu passiivinen raudan ja kromin oksidien kerros, joka erottaa teräksen ympäristöstä.
Valmistus
alumiini
Vaikka teräksen valmistus tunnettiin Kiinassa jo 200-luvulla, vasta 1855 patentoitu Bessemerkonvertteri alensi teräksen tuottamisen kustannukset samalle tasolle valuraudan kanssa. Teollisen vallankumouksen alkuajat teräs oli ollut liian kallista (50–60 £/tonni) yleiseen käyttöön ja rakenteet, jopa laivat valmistettiin etupäässä valuraudasta. Bessemerprosessin mahdollistaman hinnanalennuksen (7 £/tonni) myötä lähes kaikki valmistus kääntyi teräkseen.
Bessemerkonvertteri on masuuni, johon panostetaan rautaoksideja ja koksia, ja alhaalta puhalletaan masuuniin ilmaa. Puolet koksista palaa sulattaen raudan, ja puolet kuluu rautaoksidien pelkistämiseen. Epäpuhtaudet palavat tai jäävät kellumaan raudan pinnalle. Sula teräs lasketaan ulos uunin alaosasta.
Teräslaatuja
- hiiliteräkset
- Damaskiteräs
- Ruostumaton teräs on seostettu kromilla ja nikkelillä, ja kestää korroosiota.
- Työkaluteräkset ovat runsashiilisiä teräksiä, jotka on lisäksi seostettu kovia karbideja muodostavilla aineilla.
- suurlujuuksiset matalaseosteiset teräkset (HSLA-teräkset)
- seostetut teräkset
- superseokset
- Invarteräs
Linkkejä
- [http://butler.cc.tut.fi/~juhan/vmv_2002/vmv_4_1.html Rautametallit], Tampereen teknillisen yliopiston kurssimateriaalia.
- [http://terasrenki.com/teras/puukko.htm Puukko- ja veitsimateriaalien perusteita] Teräsrenki Oy.
Luokka:Metalliseokset
ja:鋼
simple:Steel
Alumiini
Alumiini on hyvin yleinen metalli, jonka keveys ja lujuus tuovat merkittäviä säästöjä muun muassa kuljetusteollisuudessa. Alumiini kestää melko hyvin ilman ja veden vaikutusta, eikä siis ole altis korroosiolle ja siksi se on monissa sovelluksissa korvannut teräksen. Usein alumiinia seostetaan muilla metalleilla, esimerkiksi magnesiumilla. Alumiinin hyvää lämmönjohtavuutta hyödynnetään etenkin elektroniikkateollisuudessa. Myös alumiinin sähkönjohtokyky on erittäin hyvä.
Alumiinin tuottamiseen bauksiitista tarvitaan paljon sähköenergiaa, noin 16.000 kWh/tonni. Alumiinijätteestä palautuu uusiokäyttöön kolme neljäsosaa. Alumiinin tuotossa käytettään Hallin prosessia, jossa alumiinia valmistetaan elektrolysoimalla bauksiitin ja kryoliitin seosta.
Alumiini sitoutuu epämetalleihin kovalenttisluonteisila sidoksilla, mistä johtuu esimerkiksi alumiinioksidin liukoisuus sekä emäksiin että happoihin. Alumiinin tärkeitä yhdisteitä ovat muun muassa alumiinioksidi eli alumina (mm. hionta-aine) ja alumiinisulffaatti, Al2(SO4)2 (paperiteollisuus).
Alumiinin merkittävimpiä esiintymisalueita on Kiina.
- Atomipaino: 26,98154
- Tiheys (293 K): 2,702 g/cm3
- Sulamispiste: 660,37 °C
- Kiehumispiste: 2467 °C
- Ominaisvastus: 2,8·10−8Ω·m
Ominaisvastus
Ominaisvastusn Piccadilly Circusiin vuonna 1893 pystytetty patsas oli ensimmäisiä alumiinista valmistettuja patsaita]]
Luokka:Alkuaineet
Luokka:luonnonvarat
ko:알루미늄
ja:アルミニウム
simple:Aluminium
th:อะลูมิเนียม
KorroosioKorroosio on ympäristön vaikutuksesta tapahtuvaa materiaalin syöpymistä. Vahingoittuva materiaali liukenee tai muuten reagoi ympäristön (ilma, neste, maa jne.) aineiden kanssa. Korroosion taustalla on kemiallinen tai sähkökemiallinen ilmiö, mutta ympäristö voi vaikuttaa myös mekaanisesti korroosioilmiön syntymiseen ja nopeuteen (korroosioväsyminen, eroosiokorroosio, kavitaatiokorroosio, jännityskorroosio, hiertymiskorroosio).
Erilaisia korroosiomuotoja ovat edellä mainittujen lisäksi esimerkiksi yleinen korroosio (tasainen korroosio), galvaaninen korroosio, pistekorroosio (eli kuoppakorroosio), rakokorroosio (eli piilokorroosio), raerajakorroosio, selektiivinen korroosio (esimerkiksi sinkinkato ja grafitoituminen) ja biologinen korroosio.
Yksinkertainen esimerkki korroosiosta on raudan hapettuminen rautaoksideiksi, eli raudan ruostuminen.
Luokka:Kemialliset reaktiot
Kupari K (2562 °C)
|-
| Moolitilavuus || -- · 10-6 m3/mol
|-
| Höyrystymislämpö || 300.4 kJ/mol
|-
| Sulamislämpö || 13.26 kJ/mol
|-
| Höyrynpaine || -- Pa K:ssa
|-
| Äänen nopeus || 3810 m/s K:ssa
|- bgcolor=#E7E7E7
| colspan=2 align=center | Muuta
|-
| Elektronegatiivisuus || 1,90 (Paulingin asteikko)
|-
| Ominaislämpökapasiteetti || 24.440 J/(kg·K)
|-
| Sähkönjohtavuus || -- S/m
|-
| Lämmönjohtavuus || 401 W/(m·K)
|- bgcolor=#E7E7E7
| colspan=2 align=center | Tiedot SI-yksiköissä ja NTP-olosuhteissa jollei toisin mainita.
|-
|{{
KaliumpermanganaattiKaliumpermanganaatti, KMnO4, on permangaanihapon kaliumsuola.
Ominaisuudet:
- Molekyylimassa: 158
- Voimakas hapetin. Kiihdyttää muiden aineiden palamista. Ei saa sekoittua palaviin aineisiin.
- Kiteinen, väriltään violetti jauhe. Liukenee helposti veteen.
- Varoitusmerkit: O, Xn, N
Kaliumpermanganaattia käytetään hapettimena piirilevyjen valmistuksessa, metallien pintakäsittelyssä sekä lääke- ja kemianteollisuudessa, hapetus- ja valkaisuaineena, reagenssina analyyttisessä ja synteettisessä orgaanisessa kemiassa, valokuvauskemikaalina, desinfiointiaineena, hajunpoistossa, levänestoaineena vedenkäsittelyssä, värjäysaineiden valmistuksessa, raudan ja mangaanin poistamiseen liuoksista ja parkituksessa.
Nieleminen aiheuttaa polttavaa tunnetta, vatsakipua, ripulia, pahoinvointia, oksentelua, shokin tai tajuttomuuden. Huumausainelainsäädäntöön kesän 2002 aikana tulleen muutoksen jälkeen kaliumpermanganaatti on siirretty lähtöaineiden luettelosta III luetteloon II. Tämä tarkoittaa sitä, että kemikaalitoimittajat voivat myydä kaliumpermanganaattia ainoastaan lääkelaitokselle toiminnanharjoittamisilmoituksen tehneille asiakkaille. Kaliumpermanganaatin käyttö heroiinin ja kokaiinin valmistuksessa on vaikuttanut rajoitusten tiukentumiseen.
Kaliumpermanganaatti hajoaa lämmitettäessä 240°C. Lopputuotteena on happea ja mustaa jauhetta, joka koostuu kaliummanganaatin ja mangaanidioksidin seoksesta.
::2 KMnO4 --> K2MnO4 + MnO2 + O2
Linkkejä
- [http://www.ttl.fi/internet/kemkort/kk/nfin0672.htm Käyttöturvallisuustiedote]
- [http://www.ttl.fi/internet/ova/kaliumpm.html OVA-ohje]
Luokka:Kemialliset aineet
ja:過マンガン酸カリウム
HapetinHapetus on kemiallinen reaktio, jossa hapetusluku kasvaa. Hapettuva aine luovuttaa muodollisesti elektroneja pelkistyvälle aineelle.
Esimerkiksi lyijy(II)ioni voi hapettua lyijy(IV)ioniksi: Pb2+ → Pb4+ + 2e−. Lyijyn hapetusluku kasvaa II:sta IV:ksi.
Hapetus tapahtuu aina samanaikaisesti pelkistyksen kanssa. Reaktiota kutsutaan hapetus-pelkistysreaktioksi. Hapettuva aine on toisaalta pelkistin ja pelkistyvä aine hapetin. Voimakkaita hapettimia ovat muun muassa otsoni (O3), typpihappo (HNO3) ja kaliumpermanganaatti (KMnO4).
Entisen, suppean määritelmän mukaan hapetus on aineen yhtymistä happeen. Esimerkiksi metaanin palaessa metaani hapettuu ja happi pelkistyy:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O.
Orgaanisessa kemiassa alkoholi voidaan hapettaa ketoniksi tai aldehydiksi, joka voidaan edelleen hapettaa karboksyylihapoksi. Tarpeeksi hapettamalla ketoni tai karboksyylihappo palaa eli muuttuu vedeksi ja hiilidioksidiksi.
Luokka:Kemialliset reaktiot
ja:酸化
simple:Oxidation SułtanatSułtanat - państwo rządzone przez sułtana, np. sułtanat Brunei
Zobacz też
- sułtan
- kalif
- emir
- orda
kategoria:ustrój polityczny
hosting online slots online slots ruletka Prague hotels
|
|
|
| :: RELATED NEWS :: |
2 Chronicles
:("Book of Chronicles" is also an alternate name for the Nuremberg Chronicle of 1493)
The Book of Chronicles is a book in the Hebrew Bible (also see Old Testament). It was originally written as one book, but in the Septuagint (LXX), the book appears in two parts, and in the fifteenth century, it began appearing in two parts in Hebrew Bibles. This division into two parts may be in accordan
|
I-75
Interstate 75 is an interstate highway in the midwest and southeastern United States. It goes from Florida State Road 826 (Palmetto Expressway) near Hialeah, Florida to Sault Ste. Marie, Michigan at the Ontario, Canada
|
Coleopterists
Adephaga
Archostemata
Myxophaga
Polyphaga
See subgroups of the order Coleoptera
Beetles are one of the main groups of insects. Their order, Coleoptera (meaning "sheathed wing"), has more
|
I-5
Interstate 5 (abbreviated I-5) is the westernmost interstate highway in the United States. Its odd (as opposed to even) number indicates that it is a north-south highway (though in much of the southern half of California it runs in a northwest-southeast direction). Its south terminus is at the international border between the United States and Read More... |
List of coleopterists
Notable students of coleopterology (beetles) include the following.
Coleopterists from Austria
- Caspar Erasmus Duftschmid
- Johann Nepomuk von Laicharting
Coleopterists from Denmark
-
|
Coleopterist
Coleopterology is the scientific study of beetles (insects of the order Coleoptera). Practitioners are termed coleopterists.
As a subfield of entomology, coleopterists share many of the concerns of general entomologists. Taxonomy is somewhat more important to coleopterology, because of the sheer n
|
Beetles
Adephaga
Archostemata
Myxophaga
Polyphaga
See subgroups of the order Coleoptera
Beetles are one of the main groups of insects. Their order, Coleoptera (meaning "sheathed wing"), has more
|
|
I-59
Interstate 59 is an interstate highway in the southern United States. Its southern terminus is in Slidell, Louisiana at an intersection with Interstate 10 and Interstate 12 ([http://maps.google.com/maps?q=Alton,+LA&ll=30.251950,-89.750061&sll=30.426177,-90.851440&spn=1.
|
|