Željezo - tehnički najvažniji metal- najrasprostranjeniji je od svih metala na zemlji - elementarno željezo se u prirodi nalazi samo kao meteorno (dospjelo na zemlju izsvemira) i telurno (oduvijek prisutno u zemljinoj kori) - u prirodi se nalazi najčešće u raznim rudama => hematit – Fe2O3, limonit – Fe2O3∗ H2O, magnetit – Fe3O4, siderit – FeCO3, pirit – FeS2 - kao biogeni element se nalazi i u sastavu hemoglobina u krvi, gdje sudjeluje uprijenosu kisika Proizvodnja - željezo se proizvodi redukcijom oksidnih ruda koksom u visokoj peći - najvažnije rude u proizvodnji željeza su hematit i limonit - zbog uklanjanja primjese koje se nalaze u svakoj rudi, dodaju se razni talioničkidodaci (kisele primjese su kremen, SiO2 i glina, a bazične uglavnom kalcijev imagnezijev karbonat => npr. dodaje se vapnenac ako su primjese kisele ili silicijevdioksid ako su bazične – MgCO3 i CaCO3) - budući da i sve nečistoće prisutne u sirovinama sudjeluju u kemijskim reakcijamau visokoj peći, proces se prikazuje pojednostavljeno s nekoliko kemijskih reakcija: C(s) + O2(g) → CO2(g) => pri dnu peći koks izgara s vrućim zrakom u ugljikov (IV)oksid CO2(g) + C(s) → 2CO(g) => ugljikov (IV) oksid onda prolazi kroz sloj koksa i reducirase u ugljikov (II) oksid - nastali CO je najvažnije redukcijsko sredstvo željeznih oksidnih ruda: Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO2(g) - u gornjim hladnijim dijelovima peći se disproporcionira CO(=oksidira i reducira): 2CO(g) → CO2(g) + C(s) - kroz otvor na vrhu peći izlazi grotleni plin - vruća smjesa plinova: dušika,ugljikova (II) oksida, ugljikova (IV) oksida i vodika, iznad Fe troska - tako dobiveno željezo ima primjesa sirovo željezo(Mn,Si,S,P)-sivo sirovo- polaganim hlađenjem grafit pa ss, bijelo-naglim hlađenjem cementit, Fe3Cpa bs ide dalje u čelik (legura fe i C) Fizikalna i kemijska svojstva - čisto željezo je srebrnobijeli metal, kovak i feromagnetičan (= znači da zadržavasvojstva i prestankom djelovanja magnetskog polja) - kristalna struktura mu se mijenja s promjenom temperature - 3 alotropske modifikacije: α-željezo (alfa željezo), γ-željezo (gamaželjezo) i δ-željezo (delta željezo) - čisto željezo se na 1535o rastali - u spojevima biti dvovalentno i trovalentno (kako je elektronskakonfiguracija atoma željeza 4s² 3d6,dvovalentni ion, Fe2+: 3d6,trovalentni ion, Fe3+: 3d5) - Fe3+ ion je stabilniji jer su njegove d-orbitale polupopunjene - na vlažnom zraku željezo često korodira, pri čemu se na površini stvara hrđa (pokemijskom sastavu hrđa je hidratizirani željezov (III) oksid, formule Fe2O3 ∗ xH2O, jerkoličina vode nije stalna,porpzna,mekana,ljušti se) - budući da je korozija elektrokemijski proces, ona najviše ovisi o redukcijskomelektrodnom potencijalu kao svojstvu metala => što je on negativniji, otpornostmetala prema koroziji je manja !-NE REAGIRA S: vodom, konc. HNO3 i H2SO4 zbog sloja oksida Fe2O3- REAGIRA: s većinom nemeteala(pri temp. Fe+SFeS),konc.HCl,razr.HCl i H2SO4 - vrlo reaktivno i jako redukcijsko sredstvo (s kiselinama istiskuje vodik!)

Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq)+ H2(g)/ Fe + H2SO4 → FeSO4+ H2 - u neutralnim ili vodenim otopinama ioni željeza kompleksno su vezani sa 6molekula vode (Fe(H2O)6)2+ a otopina je zelenkaste boje - u prisutnosti oksidirajućih tvari Fe2+ ioni oksidiraju se u Fe3+ ion, čija je otopinažućkaste boje

Bakar Cu+ - 3d10, Cu2+ 3d9, Cu 3d104s1 - poslije srebra je najbolji vodič elektriciteta, ima visoku toplinsku provodnost,otporan je prema koroziji- u prirodi se nalazi u malim količinama kao smjesa 2 stabilna izotopa, 63Cu i 65Cu - najčešće rude su halkopirit – CuFeS2, halkozin – Cu2S, kuprit – Cu2O Proizvodnja - može se dobiti redukcijom oksidnih ili sulfidnih ruda. Iz oksidne rude bakar seproizvodi redukcijom pomoću koksa pri visokoj temperaturi: Cu2O + C → 2Cu + CO (red) - pri dobivanju bakra iz halkopirita, ruda se prži na zraku: 8CuFeS2 + 11O2 → 4Cu2S + 4FeS + 2Fe2O3 + 8SO2 (oks) - nizom složenih procesa uklanja se najveći dio željeza u obliku troske,a bakrov (I)sulfid djelomično prelazi u bakrov (I) oksid koji se dalje reducira s preostalimbakrovim (I) sulfidom i prelazi u sirovi bakar: 2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O → 6Cu + SO2 - čisti bakar dobiva se elektroliznom rafinacijom sirovog bakra (sirovi bakar selijeva u debele ploče koje služe kao anode. Katode su tanke ploče potpuno čistogbakra, a kao elektrolit se rabi vruća kiselia otopina bakrova (II) sulfata. Tijekomelektrolize na anodi se atomi bakra oksidiraju u Cu2+ ione koji odlaze u elektrolit. Nakatodi se ti ioni reduciraju i izlučuju kao elementarni bakar.): A(+): Cu (sirovi) → Cu2+ + 2e⁻ K(-): Cu2+ + 2e⁻ → Cu (čist)-anodni mulj: talog ispod anode sastoji se od srebra i zlata Fizikalna i kemijska svojstva - mekan, ali vrlo žilav i rastezljiv metal - u spojevima ima oksidacijski broj I ili II - u vodenim otopinama stabilni su samo spojevi u kojima je bakar dvovalentan, jerse Cu⁺ ioni u vodi odmah disproporcioniraju na Cu²⁺ ione i elementarni bakar: 2Cu(aq)⁺ → Cu(aq)²⁺ + Cu(s) - bakar se zagrijavanjem na zraku, pri temperaturama višim od 600oC oksidira, ana površini se stvara crni prah bakrova (II) oksida: 2Cu(s) + O2(g) → 2CuO(s) - dobivani bakrov (II) oksid je bazičan, lako reagira s kiselinama pri čemu nastajuodgovarajuće bakrove (II) soli: CuO(s) + 2H3O(aq)⁺ → Cu(aq)²⁺ + 3H2O3 - dodatkom lužine otopini koja sadrži bakrove (II) ione, taloži se modri talogbakrova (II) hidroksida: Cu(aq)²⁺ + 2OH(aq)⁻ → Cu(OH)2(s) - bazični bakrov (II) hidroksid lako ragira s kiselinama dajući bakrove (II) soli: Cu(OH)2(s) + 2H3O(aq)⁺ → Cu(aq)²⁺ + 4H2O - sa suviškom amonijaka bakrov (II) hidroksid reagira stavrajući intenzivno modrikompleksni tetraaminbakrov (II) ion:

Cu(OH)2(s) + 4NH3(aq) → [Cu(NH3)4](aq)²⁺ + 2OH(aq)⁻ - budući da je redukcijski elektrodni potencijal bakra pozitivniji od vodika, onreagira samo s kiselinama koje imaju oksidacijsko djelovanje, tj. s kiselinama koje uzvodik imaju i element koji bakar može reducirati: a) NE REAGIRA: s konc. HCl (ona ne djeluje kao oksidans) b) REAGIRA: s konc. HNO3 I H2SO4, razr HNO3 Cu(s) + 4HNO3(konc.) → Cu(NO3)2 + 2NO2(g) + 2H2O3Cu(s) + 8HNO3(razr) →3 Cu(NO3)2 + 2NO(g) + 4H2O Cu+ 2H2SO4 → CuSO4 + SO2(g) + 2H2O - iz zasićene otopine bakrova (II) sulfata CuSO4 kristalizira bakrov (II) sulfat pentahidrat,CuSO4∗ 5H2O, vjerojatno najpoznatija i najvažnija bakrova sol => modra galica,koja se industrijski dobiva: 2Cu + 2H2SO4(razr) + O2 → 2CuSO4 + 2H2O

Aluminij al3+ Ne - je najrasprostranjeniji element u zemljinoj kori- rude: kriolit Na3AlF6, bemit,boksit,hidrargilit,korund Al2O3 Fizikalna i kemijska svojstva - srebrnasto bijel, sjajan metal, male gustoće, vrlo čvrst i jako rastezljiv, dobarvodič topline i elektriciteta - otporan na koroziju, neotrovan - uzrok postojanosti na zraku je stvaranje tankog oksidnog sloja (koji još zovemoglinica) koji je strukturno vezan na površinu metala, ne ljušti se i na taj način štitimetal od daljnje oksidacije => 4Al + 3O2 → 2Al2O3 - mnogo negativniji od vodikovog, pa može iz kiselina istisnuti vodik, a ujedno ga se može proizvoditi elektrolizom iz vodenih otopina2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 - aluminij reagira i s lužinama stvarajući kompleksne spojeve aluminate uzoslobađanje vodika: 2Al(s) + 2Na(aq)⁺ + 2OH(aq)⁻ + 6H2O(l) → 2Na(aq)⁺ + 2[Al(OH)4](aq)⁻ + 3H2(g) - s kiselinama i lužinama reagiraju i aluminijev oksid i hidroksid pa je za njihkarakteristično svojstvo amfoternost: Al2O3 + 6HCl + 9H2O → 2[Al(H2O)6]Cl3+ Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]- Al(OH)3 + 3HCl + 3H2O → [Al(H2O)6]Cl3+ Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]- Proizvodnja - u prirodi ga nema u elementarnom stanju zato što je jako reaktivan, ali ga ima umnogim rudama i mineralima - najvažnija ruda za njegovo dobivanje je boksit (Al2O3∗ xH2O), smjesa mineralabemita AlO(OH) i hidrargilita Al(OH)3 - boksit sadrži i primjese minerala željeza, silicija, titanija i dr. Zbog prisutnostihidratiziranog željezova (III) oksida često ima crvenosmeđu boju1.FAZA BAYEROV POSTPUAK- AlO(OH) + NaOH Na[Al(OH)4] (natrijev aluminat)- Al(OH)3 + NaOH + H2O Na[Al(OH)4]2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O (žarenjem nastaje čista glinica)- 2.FAZA elektorliza čiste glinice u željeznoj kadi s ugljenim katodamaAl2O3 2Al3+ + 3O2-A(+): 6O2+3O2 + 12e-

3C+3O2-3CO2K(-):4Al3+ + 12e- 4Al- anodni plinovi (C+O2CO2, 2C+ O22CO)- za veliku cistocu: el.rafinacija-uporaba: aluminotermij Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 (to dvoje je termit)

SLITINE-mjed(mesing) – Cu i Zn-čelik – C I Fe-bronca- Cu i kositar-magnalij – 10-30%,brodogradnja-duraluminij- Al,Cu,Mg,Mn,Si