Metale rzadkie

Autorki:

Anna Głuszek – Staśkiewicz

Patrycja Szczotka

Główne tezy

• W skorupie ziemskiej występuje ponad 30 metali, które z

geochemicznego punktu widzenia określa się jako
rzadkie- przeciętna zawartość mniejsza niż 0,1%.

• Metale rzadkie występują głównie w stanie rozproszonym

w minerałach skałotwórczych, a gdy współczynnik ich
koncentracji jest bardzo wysoki, tworzą własne minerały i
złoża, które mogą być przedmiotem eksploatacji.

• Metale geochemicznie rzadkie dzieli się na:
1. metale stopów żelaza
2. metale niezależne
3. metale szlachetne
4. metale specjalne

Metale stopów żelaza

Metale te nabrały znaczenia w technologii XX wieku

gdy stały się składnikami stali specjalnych, jako
pierwiastki chemiczne były jednak wyodrębnione
znacznie wcześniej.

Należą do nich między innymi:
• Nikiel (Ni)
• Chrom (Cr)
• Kobalt (Co)
• Molibden (Mo)
• Wolfram (W)
• Wanad (V)

Nikiel (Ni)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok.

80 ppm w postaci minerałów garnieryt i pentlandyt.

Został odkryty w roku 1751 przez Cronstedta. W

1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie
czystym. Przed naszą erą był używany w stopach
z miedzią i cynkiem.

Cechy:
• srebrzystobiały,
• połyskujący,
• trudno korodujący,
• odporny na ścieranie,
• jest ferromagnetykiem.

Nikiel

Zastosowanie:

•Stosuje się go do tworzenia błyszczących powłok galwanicznych na powierzchni elementów

stalowych. 

•Stopy niklu i miedzi są stosowane do wyrobu monet, sztućców itp.
•Nikiel jest też dodawany do stopów stali o podwyższonej odporności na korozję.
•Znaczenie biologiczne – nikiel jest mikroelementem obecnym w centrach reaktywności

wielu enzymów. Jego minimalne, dzienne dobowe spożycie wynosi 0,3 mg.

•W Polsce rudy niklu były wydobywane i przetwarzane w miejscowości Szklary do 1982 roku.

Nikiel używany jest często do produkcji oprawek okularów i taniej biżuterii co może sprawić
problemy alergikom.

•Nikiel wykorzystuje się głównie jako pokrycie mniej szlachetnego żelaza i stali (elektroliza),

gdzie zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję.

Produkcja i zasoby:

Jest jednym z metali strategicznych. W Stanach Zjednoczonych zasoby tego metalu tkwiące

w bogatych złożach są ograniczone, natomiast istnieją duże zasoby w złożach o niskiej
zawartości metalu. W masywie gabrowym Duluth w stanie Minnesota występują rudy o
zawartości 0,21% niklu. Przez długie lata duża część światowej produkcji niklu pochodziła z
Sudbury i Thompson Lake w Kandzie. Stale wzrastająca produkcja kopalń w Norylsku na
Syberii osiągnęła obecnie poziom produkcji kanadyjskiej. Duży udział w światowej produkcji
rud siarczkowych mają także Australia Finlandia RPA i Zimbabwe.

Ciekawostka:

•W średniowieczu arsenek niklu NiAs był niepożądaną domieszką do rud miedzi zwaną z

niemieckiego "diablą miedzią" (Kupfernickel).

Chrom (Cr)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok. 102 ppm,

głównie w postaci minerałów chromitu i krokoitu. Posiada
13 izotopów. Został odkryty w roku 1797 przez Louisa
Nicolasa Vauqellina.

Cechy:
•jest srebrzystoszarym z błękitnym połyskiem w świetle,
•na powietrzu reaguje z tlenem, ulega pasywacji i

powstaje tlenek chromu(III), który tworzy powłokę
ochronną i zabezpiecza postępowaniu korozji na metalu,

•w reakcji ze stężonym kwasem azotowym(V) chrom ulega

pasywacji, a z rozcieńczonym reaguje.

Chrom

Zastosowanie:

•Jest stosowany jako zewnętrzna warstwa pokrywająca elementy stalowe,

poprawiająca ich wygląd oraz chroniąca przed korozją. Warstwa taka spełnia swoje
zadanie pod warunkiem, że jest szczelna i ciągła.

•Chrom jest także składnikiem stali nierdzewnych (chromowych). Stal taka jest

stosowana m.in. w armaturze łazienkowej lub w samochodach, ale także w
produkcji samolotów, broni i pojazdów wojskowych.

•Minerał krokoit (chromian ołowiu PbCrO

4

) znalazł zastosowanie jako żółty pigment

wkrótce po jego odkryciu. Używano ich m.in. do malowania szkolnych autobusów w
USA oraz pojazdów pocztowych w Niemczech. Zastosowanie to jednak zostało
ograniczone w trosce o środowisko.

Produkcja i zasoby:

W produkcji i zasobach chromitu przoduje RPA która posiada ok 70% światowych

zasobów. Dużym producentem jest również Kazachstan. Stany Zjednoczone i cała
Europa (poza Finlandią nie mają złóż chromitu o wartości ekonomicznej.

Ciekawostki:
•Szczególny niepokój budzi przenikanie do wód gruntowych chromu z odcieków ze

starych wysypisk odpadów i ze starych obiektów przemysłowych, w których związki
chromu usuwano przez zwałowanie i zakopywanie.

•Z punktu widzenia odżywiania najlepszym źródłem chromu są drożdże piekarskie, a

także kolby kukurydzy, gotowana wołowina, jabłka, kasze, chleb gruboziarnisty oraz
płatki zbożowe.

Kobalt (Co)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości

20 ppm,

w

postaci

dwóch minerałów: smaltyn i kobaltyn,

które

występują zwykle przy złożach siarki.

Posiada

26 izotopów.

Został

odkryty

w

roku 1735 przez Georga Brandta.

Cechy czystego kobaltu:

• jest lśniący,
• srebrzysty,
• ma własności ferromagnetyczne,
• jest stosowany jako dodatek do stopów

magnetycznych.

.

Kobalt

Zastosowanie:

•Metaliczny kobalt jest składnikiem niektórych stopów o wysokich parametrach.
•W postaci metalicznej lub jako tlenek jest składnikiem elektrod akumulatorów llitowo-

jonowych, niklowo-kadmowych i niklowo-metalowo-wodorkowych.

•Niesymetryczne

sole

kobaltu

np.

K

3

CoO

4

 mają

silne

własności ferromagnetyczne i piezoelektryczne i są wykorzystywane w elektronice.

•Roztwory soli kobaltu (II) i (III) mają intensywną krwisto-czerwoną i niebieską barwę i są

używane jako pigmenty farb oraz służą do barwienia ceramiki.

Produkcja i zasoby:

Dwa państwa Zambia i Zair produkują prawie tyle kobaltu co wszystkie inne państwa

razem wzięte. Tylko w tych krajach wydobywa się kobalt jako kopalinę główną, gdzie
indziej jest produktem ubocznym.

Ciekawostki:

•Nazwa wywodzi się od kobolda, złego ducha, krasnala lub gnoma,
rzekomo podrzucającego rudy bezwartościowego wówczas kobaltu
w miejsce skradzionych kruszców żelaza.

•Sądzi się, że wielkie zasoby kobaltu leżą na dnie oceanu , gdzie niektóre konkrecje

manganowe zawierają do 1% kobaltu. Tak więc , choć nie można ściśle określić zasobów
kobaltu ,wydaje się ,że produkcja tego metalu jest zapewniona na długi czas.

Metale nieżelazne

Określone są także jako metale nieszlachetne. Metale te

posiadają jednak wiele ważnych i wyjątkowych właściwości.
Nasi dalecy przodkowie nauczyli się je kształtować w pożądane
przedmioty, a ich osiągnięcia przetrwały do dziś w pojęciach
takich, jak epoka miedzi (poznano obróbkę i stosowanie
metalu) i brązu (wprowadził ludzkość w metalurgię stopów).

Należą do nich między innymi:
• Miedź (Cu)
• Ołów (Pb)
• Cynk (Zn)
• Cyna (Sn)
• Rtęć (Hg)

Miedź (Cu)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach 55 ppm.

Występuje w postaci rud oraz w postaci czystej jako minerał
– miedź rodzima (rzadko spotykana). Głównym źródłem tego
metalu są minerały:
• Siarczki: chalkopiryt CuFeS

2

, chalkozyn Cu

2

S, bornit Cu

5

FeS

4

;

• Węglany: azuryt Cu

3

(CO

3

)

2

(OH)

2

, malachit Cu

2

CO

3

(OH)

2

.

Posiada 26 izotopów. Miedź obok żelaza odegrała

wyjątkową rolę w rozwoju cywilizacji ludzkiej. Epoka
brązu zawdzięcza swoją nazwę jednemu ze stopów miedzi.
Pierwiastek ten znany jest od starożytności, od kiedy to był
podstawowym składnikiem brązów.

Cechy:
• gęstość 8,96 g/cm³,
• temperaturę topnienia 1083 °C,
• po wytopie i oczyszczeniu jest miękkim metalem o bardzo

dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym,

• odznaczają się wysoką plastycznością i przewodnictwem

elektrycznym,

• można przerabiać plastycznie na zimno i na gorąco,

Miedź

• niska twardość,
• wysoka przewodność elektryczną (59,6×10

6

 S/m),

• wysoka przewodność cieplna,
• jeśli

miedź

jest

w

kontakcie

z

innymi

metalami,

zachodzi korozja galwaniczna,

• czysta miedź jest pomarańczowo-czerwona, a w powietrzu

pokrywa się czerwonym nalotem,

• miedź jest jednym z czterech metali, których naturalny kolor jest

inny niż szary lub srebrny.

Zastosowanie:
• Do produkcji kabli elektrycznych (60%), pokryć dachów i instalacji

wodociągowych (20%) i maszyn przemysłowych (15%).

• Miedź głównie używana jest jako metal, ale gdy wymagana jest

większa twardość, wtedy łącząc z innymi metalami tworzy się
stopy, takie jak brąz czy mosiądz.

• Właściwości

elektryczne

miedzi

są

wykorzystywane

w przewodach miedzianych i urządzeniach jak elektromagnesy. 

• Miedź jest używana także do budowy lamp elektronowych,

monitorów CRT i magnetronów jako falowodów promieniowania
mikrofalowego.

• Metal jest dodawany do wielu stopów, zarówno do stali

jak i do stopów aluminium. Jest też dodawany
do srebra i złota poprawiając znacznie ich własności
mechaniczne.

• Stopy miedzi stosuje się do wyrobu kosztownej armatury,

elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych i w
jubilerstwie.

• Ze względu na odporność metalu na wodę, miedź była

używana już od czasów starożytnych jako materiał
pokryć dachowych.

• Piorunochrony są

wyrabiane

z

miedzi

w

celu

skutecznego uziemiania piorunów.

• Miedź ze względu na swoje właściwości idealnie nadaje

się do lutowania i spawania w łuk gazowo-metalowym.

• Metaliczna miedź (podobnie jak metaliczne srebro)

wykazuje silne właściwości antybakteryjne. Miedź od
dawna jest używana jako biostatyczna powierzchnia
pokrycia

statków,

chroniąca

przed

skorupiakami i omułkami. Jej biostatyczne właściwości
usprawiedliwiają użycie miedzi jako materiału do
wyrobu

klamek

do

drzwi

(ograniczenie

ilości

przenoszonych bakterii) i rur wodociągowych.

Produkcja i zasoby:

Ponad 60% światowej produkcji miedzi pochodzi ze złóż

porfirowych i związanych z nimi złóż skarmowych. Około 20% ze
złóż warstwowych w skałach osadowych, a około 12% ze złóż
siarczków masywnych w skałach wulkanicznych. Reszta jest
produktem ubocznym przy wydobyciu niklu, ołowiu i cyny. Mimo
bardzo

wysokiego

poziomu

wydobycia,

rozpoznane

i

perspektywiczne zasoby wystarczą na ponad 100 lat.

Ciekawostki:

•Opublikowane w 2011 roku badania potwierdzają, że

stosowanie powierzchni pokrywanych miedzią redukuje ilość
patogenów

znajdujących

się

na

powierzchniach

w

salach OIOM o 97%.

•Nazwa miedzi po łacinie pochodzi od Cypru, gdzie w

starożytności wydobywano ten metal.

•

Największa odkrywkowa kopalnia miedzi na świecie
Chuquicamata (Chile, 1984)

Pokarmy bogate w miedź

Ołów (Pb)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,6 ppm.

Najważniejszymi minerałami ołowiu są: galena (PbS),
anglezyt (PbSO

4

), cerusyt (PbCO

3

), piromorfit (Pb

5

(PO

4

)

3

Cl),

mimetezyt (Pb

5

(AsO

4

)

3

Cl).

Cechy:
• miękki metal, 
• barwa niebieskawoszara,
• czysty ołów pokrywa się

na powietrzu warstwą wodorotlenku i węglanu,

• praktycznie nie rozpuszcza się w rozcieńczonych

kwasach siarkowym (VI),
chlorowodorowym, bromowodorowym i jodowodorowym,

• stężony kwas solny roztwarza ołów, dzięki tworzeniu

się kompleksów chlorkowych,

• rozpuszcza się całkowicie w rozcieńczonym kwasie

azotowym(V), z wydzieleniem tlenku azotu(II), a także
w kwasie octowym, z wydzieleniem wodoru i utworzeniem
octanowego kompleksu ołowiu(II),

• wodorotlenek ołowiu(II) jest amfoteryczny. Kationy

Pb

2+

 należą do I grupy kationów, a także częściowo do grupy

IIa.

Ołów

Zastosowanie:

Ołów znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Stosowany jest do
produkcji:
• płyt akumulatorowych, baterii,
• kabli, rur,
• amunicji (rdzeni pocisków), śrutu myśliwskiego i do wiatrówek,
• balastu,
• farb – białych i czerwonych,
• szkła ołowiowego "kryształowego„,
• w przemyśle drukarskim do wyrobu stopu czcionek,
• do wykładania komór, wież i wanien przy produkcji kwasu

siarkowego,

• stosuje się go jako ekrany zabezpieczające przed promieniowaniem

rentgenowskim i promieniowaniem gamma,

• mimo swojej toksyczności, jeszcze pod koniec XX w. mosiądz

ołowiowy MO59 był używany do produkcji rur wodociągowych,

• tetraetyloołów Pb(C

2

H

5

)

4

 (nazwa zwyczajowa: czteroetylek ołowiu)

był

stosowany

jako

środek

podnoszący liczbę

oktanową benzyn silnikowych, Związek ten był głównym sprawcą
emisji tlenków ołowiu do atmosfery w postaci aerozolu. Ostatnio
dodatek

tetraetyloołowiu

w

paliwach

został

praktycznie

wyeliminowany.

Produkcja i zasoby:

Popyt na ołów z powodu szkodliwości tego metalu dla

środowiska , będzie niezmienny lub ulegnie zmniejszeniu.
Jednak może on wzrastać z uwagi na dalszy wzrost
zapotrzebowania na akumulatory ołowiowe, a także na
zwiększenie liczby samochodów z napędem elektrycznym, ale
konstrukcja alternatywnych ,lekkich akumulatorów może
gwałtownie zmniejszyć światowe zużycie ołowiu.

Ciekawostka:

• Sam ołów jest substancją toksyczną. Toksyczne skutki

działania ołowiu na organizm ludzki określa się
nazwą ołowica.

Cynk (Zn)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości

75 ppm (0,004% wagowo) w postaci minerałów –
głównie są to blenda cynkowa i smitsonit.

Posiada

23 izotopy.

Został

odkryty

w Indiach lub Chinach przed 1500 p.n.e. Do Europy
metal ten zawędrował dopiero w XVII wieku.

Cechy :
• błękitnobiały,
• kruchy metalem,
• Na powietrzu ulega podobnej do aluminium

pasywacji,

• jest bardzo reaktywny.

Cynk

Zastosowanie:

• Stosowany do pokrywania nim blach stalowych (stal ocynkowana), w

celu uodpornienia na korozję,

• Cynk jest też składnikiem wielu stopów, zwłaszcza

z miedzią (mosiądz, tombak),

• Cynk stosowany jest też w ogniwach

elektrycznych Daniella i Leclanchégo.

Produkcja i zasoby:

Główne wydobycie odbywa się w kopalni w Olkuszu i Libiążu. Są to

jedne z największych wydobywców rud cynku w Polsce.
Przewiduje się że światowy popyt na cynk będzie wzrastał bardzo powoli.

Ciekawostki:
• W produktach żywnościowych duże ilości związków cynku znajdują się

w ostrygach, chudym mięsie, drobiu i rybach. Dostarczają go
również kasze i chleb pełnoziarnisty.

• Cynk działa leczniczo na wrzody żołądka,

uporczywe żylaki, reumatyzm, owrzodzenia, trądzik, choroby skórne.

Metale szlachetne

Metale te cechuje wysoka cena. Dwa z nich, srebro i

złoto, są znane i cenione od starożytności. Inne metale tej
grupy – platynowce, dołączyły do niej stosunkowo
niedawno. Metale te są cenne z wielu powodów. Po
pierwsze występują w skorupie ziemskiej w niewielkich
ilościach, a po drugie nie ulegają korozji i są bardzo trwałe.
Nazwa metale szlachetne podkreślają fakt, że nie wchodzą
one w reakcje chemiczne z pospolitymi pierwiastkami.

Do nich należą:
• Złoto (Au)
• Srebro (Ag)
• Platynowce

Złoto (Au)

Złoto

czasami

występuje

w

połączeniach

z tellurem w minerałach takich jak np. kalaweryt, krenneryt, rzadko
także w stopach z miedzią, ołowiem i rtęcią.

Złoto długo przed okresem spisanej historii było drogocennym i

poszukiwanym metalem

szlachetnym używanym

w

biciu monet,

jubilerstwie, sztuce i zdobieniach.

Cechy:
• ciężki

,

• miękki,
• błyszczący,
• najbardziej kowalny i ciągliwy spośród wszystkich znanych metali,
• czyste złoto - jasnożółty kolor i wyraźny połysk,
• za wyjątkiem gazów szlachetnych złoto jest najmniej reaktywnym

pierwiastkiem,

• jest odporne na poszczególne kwasy, ale roztwarza się wodzie

królewskiej,

• roztwarza się również w zasadowych roztworach cyjanków,
• rozpuszcza się w rtęci, tworząc amalgamat,
• jest

nierozpuszczalne

w kwasie

azotowym(V),

który

rozpuszcza srebro i metale nieszlachetne,

• jest metalem o wysokiej gęstości 19,3g/cm³,

Złoto

• z łatwością tworzy stopy z innymi metalami. Przy wytwarzaniu tych stopów

można

zmieniać

ich twardość

i

inne

właściwości metalurgiczne,

od temperatury topnienia do koloru,

• ma bardzo dobrą przewodnością cieplną i elektryczną,
• stopy zawierające pallad i nikiel tworzą tzw. „białe złoto”.

Zastosowanie:

• W jubilerstwie, są tworzone stopy z mniej szlachetnymi metalami zmieniając

właściwości.

• Do wyrobu odznak policyjnych, medali i innych ozdób.
• Złoty stop lutowniczy jest używany w łączeniu elementów złotej biżuterii za pomocą

lutowania wysokotemperaturowego lub lutowania twardego.

• Ze złota można wytwarzać nici używanych do haftu.
• Używane jako barwnik szkła tworzy głęboki, intensywny czerwony kolor w szkle

rubinowym.

• Z faktu, że złoto dobrze odbija promieniowanie elektromagnetyczne, używane jest

jako pokrycie ochronne w sztucznych satelitach, w osłonach kombinezonów
chroniących przed silnym promieniowaniem podczerwonym i broni elektronicznej.

• Jest używane jako warstwa odbijająca w wysokiej jakości płytach CD.
• Ze względu na swoje właściwości rozpraszania ciepła, złota folia jest użyta w

silnikach McLarena, w modelu F1.

• Można wytworzyć na tyle cienką warstwę, że staje się ona przezroczysta. - takie

warstwy są używane w oknach niektórych kokpitów samolotów.

• Wykorzystywane jest w przewodach elektrycznych do zastosowań wymagających

wysokich energii.

• Do jego szerokiego zastosowania w przemyśle jako cienkie pokrycia wszelkiego

rodzaju złącz elektrycznych.

• Może znajdować się jako dodatek w jedzeniu - E 175.
• Związki złota są stosowane jako środek leczniczy w reumatoidalnym zapaleniu

stawów.

• Izotop

198

Au (czas połowicznego rozpadu – 2,7 dnia) jest używany w terapii

niektórych nowotworów, a także w innych chorobach.

Produkcja i zasoby:

Na początku XXI wieku światowa produkcja złota wynosi rocznie około 2500 ton

czyli 80 mln uncji. Gwałtowny wzrost produkcji złota był:
• odkrycie Nowego Świata w 1492 r.
• kalifornijska gorączka złota w 1849r.
• uwolnienie ceny złota w 1968 r.
Wartość szczytową złoto osiągnęło w 1980 r. kiedy za jedna uncja kosztowała 850
dolarów.

Ciekawostki:
• Jeden gram złota może być rozbity na arkusz o powierzchni 1 m².
• Szacuje się, że do 2009 roku, w całej historii zostało wydobytych 165 tys. ton złota.
• Goldwasser – jest to tradycyjny likier ziołowy produkowany w Gdańsku. Istnieją

również inne napoje alkoholowe, które zawierają płatki złota, których cena za
porcję sięga kilku tysięcy dolarów.

Największy na świecie blok złota ma masę 250 kg (Muzeum
Złota Toi, Japonia).

Złoty kapelusz

Srebro (Ag)

Występuje w przyrodzie w postaci rodzimej, razem z  siarką, arsenem, antymonem i chlorem, a także

w rudach, takich jak argentyt (Ag

2

S), chlorargyryt (AgCl) czy pirargyryt (Ag

3

SbS

3

).

Srebro stosowano w celu zapobiegania przed infekcjami już w Starożytnej Grecji i Rzymie. Przez lata

było cenione jako metal szlachetny i używane jako waluta, a także do produkcji biżuterii, srebrnych
naczyń i sztućców. Odkryto je na nowo w średniowieczu i używano do dezynfekcji wody i
konserwowania żywności, a także do leczenia oparzeń i ran.

Cechy:
•srebrzystobiały,
•największa przewodność elektryczna i termiczna,
•w przyrodzie występuje w stanie wolnym, a także w minerałach, takich jak argentyt czy chlorargyryt.

większość wydobywanego srebra występuje jako domieszka rud miedzi, złota, ołowiu i cynku,

•pierwiastkowe srebro jest katalizatorem,
•srebro ma właściwości bakteriobójcze,
•jest bardzo ciągliwe i kowalne,
•ma lśniący połysk,
•daję się łatwo polerować,
•posiada największą z wszystkich metali przewodność elektryczną,
•skłonność do korozji,
•czyste

srebro

posiada

największą przewodność

cieplną,

najjaśniejszą

barwę

i

największy współczynnik odbicia światła wśród metali,

•nie reaguje z czystym powietrzem i wodą, ale matowieje w zetknięciu z ozonem, siarkowodorem,

powietrzem zanieczyszczonym związkami siarki.

Srebro

Zastosowanie:

•Głównie jako metal szlachetny.
•W stopie z miedzią jest używane do produkcji biżuterii, naczyń i sztućców, medali,

 fletów.

•Funt brytyjski miał początkowo wartość 1 funta jubilerskiego srebra próby 925.
• Związki srebra są toksyczne dla bakterii, wirusów, glonów i grzybów.
•Srebra używa się też do produkcji sprzętu elektrycznego i elektronicznego - są cenione

za znakomitą przewodność elektryczną.

•Ścieżki na niektórych płytkach drukowanych są wykonywane ze srebra.
•Klawiatury komputerowe posiadają styki wykonane ze srebra.
•Lustra wymagające jak najwyższego współczynnika odbicia światła (np. wysokiej jakości

teleskopy) są pokrywane srebrem (srebrzone).

•Przy produkcji paneli słonecznych srebro znajduje zastosowanie przy ogniwach

fotowoltaicznych.

•Styki elektryczne wysokich napięć są wykonywane ze srebra lub pokrywane nim, z

uwagi na konieczność wyeliminowania korozji.

•Właściwości katalityczne srebra powodują, że znajduje ono zastosowanie

jako katalizator reakcji utleniania.

•Metaliczne srebro (podobnie jak metaliczna miedź) wykazuje silne właściwości

antybakteryjne.

•Wiele narzędzi chirurgicznych jest pokrywane srebrem.
•Obecnie srebro znajduje również zastosowanie jako środek dezynfekujący i odkażający.
•Metal ten stosuje się też w nowoczesnych pralkach i toaletach.
•jego związki są i mogą wykazywać działanie rakotwórcze.
•Srebro jest naturalnym środkiem bakteriobójczym, dzięki czemu zapobiega

powstawaniu przykrego zapachu i obniża ryzyko infekcji bakteryjnej lub grzybiczej.

Produkcja i zasoby:

Pięć krajów (Meksyk, Stany Zjednoczone, Peru, Australia i Kanada)

daje łącznie 60% całkowitej produkcji światowej. Roczna produkcja
srebra wynosi około 15000 ton i jest znacznie większa od produkcji
złota. W ostatnich latach zużycie srebra często przekraczało jego
produkcję.

Ciekawostki:
• Spożycie dużej ilości srebra może spowodować chorobę

zwaną argyrią, charakteryzującą się nieodwracalną zmianą koloru
skóry na niebieskoszary.

• Właściwości

lecznicze

opisywał Hipokrates,

a Fenicjanie przechowywali wodę, wino i ocet w naczyniach
wykonanych ze srebra.

• Związki srebra były używane podczas I wojny światowej w celu

zapobiegania infekcjom, zanim pojawiły się antybiotyki.

• Słowa "srebro" i "pieniądze" brzmią tak samo w przynajmniej 14

językach.

• Srebro było używane do produkcji monet już 700 lat p.n.e. w Lidii,

w postaci stopu ze złotem, zwanego elektrum.

Platynowce

Do nich należą:

• Platyną (Pt)
• Pallad (Pd)
• Rod (Rh)
• Iryd (Ir)
• Ruten (Ru)
• Osm (Os)
Cechy:

• barwa srebrzystobiała,
• platyna i pallad bardzo kowalne - mogą być niekiedy przez

pomyłkę uznane za srebro,

• ich nazwa pochodzi od najpospolitszego z tych metali- platyny,
• odporne na korozję,
• mają wysoką temperaturę topnienia,
• mają właściwości katalityczne.

platyna

pallad

rod

iryd

ruten

osm

Produkcja i zasoby:

Względny udział metali tej grupy przedstawia się

następująco: platyna i pallad po 40%,rod 9%,iryd
6%, ruten 4% i osm 1%. W światowej produkcji i
zasobach  platynowców prym wiodą dwa państwa-
Republika Południowej Afryki i Rosja. Łącznie w
latach 80. i 90. XX wieku wyprodukowały one 90%
platynowców.

Ciekawostki:
• Iryd - nazwa pochodzi

od łacińskiego słowa iris oznaczającego tęczę.

• Osm -nazwa pochodzi od greckiego słowa osme

oznaczającego zapach.

Metale specjalne

Wspólną cechą metali specjalnych jest ich rosnąca rola w różnych
dziedzinach techniki, w przyszłości będzie ona prawdopodobnie
jeszcze większa.

Należą do nich między innymi:
•Niob (Nb)
•Tantal (Ta)
•Arsen (As)
•Antymon (Sb)
•Bizmut (Bi)
•German (Ge)
•Gal (Ga)
•Ind (In)
•Beryl (Be)

Beryl (Be)

Jego zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0002%,
występuje w minerałach takich
jak beryl Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

], chryzoberylu Al

2

BeO

4

, fenakicie Be

2

SiO

4

.

Niektóre odmiany minerału berylu znane są jako kamienie
szlachetne np. szmaragd.

Jedynym stabilnym izotopem jest 

9

Be. Został odkryty

przez Louisa Vauquelina w 1798 r.

Cechy:
•twardym i kruchym metalem,
•w związkach chemicznych występuje na +II stopniu utlenienia.
•dużą elektroujemność,
•związki berylu są silnie trujące.

Beryl

Zastosowanie:

•

Do wyrobu prętów sterujących i awaryjnych.

•

Okienka w aparatach i mikroskopach rentgenowskich.

•

Beryl może służyć jako dodatek do stopów innych metali, gdzie zwiększa
twardość i odporność na korozję.

•

Wykorzystywany jest także w broni jądrowej jako osłona ładunku jądrowego.

Produkcja i zasoby:

Popyt na metaliczny beryl stworzył dopiero rozwój technik jądrowych i

kosmicznych pomimo, że był już znany w starożytności w postaci szmaragdu i
akwamarynu. Światowa produkcja berylu metalicznego w latach 90 XX wieku, nie
przekraczała 300 ton rocznie ,niekiedy nieco rosła, ale nigdy nie była wysoka.
Ograniczone rozmiary produkcji są związane z małymi rozmiarami złóż oraz
dużymi kosztami wydobycia rudy i jej przeróbki metalurgicznej.

Ciekawostki:

•

Ze względu na małą gęstość i dobre parametry mechaniczne, beryl
wykorzystano do wykonania obudowy pierwszego sztucznego satelity Ziemi –
"Sputnika 1.

•

Choroba związana z berylem – beryloza.

Tantal (Ta)

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 2 ppm. Odkryty został

w 1802 r. przez Andersa Ekeberga.
Najważniejszym minerałem tantalu jest tantalit (Fe, Mn)Ta

2

O

5.

Cechy:
• kowalny,
• stalowoszary,
• bardzo podobnym do niobu,
• jest odporny na działanie mocnych kwasów nieorganicznych

i wody królewskiej,

• odporny na wysokie temperatury,
• jest także odporny na korozję,
• reaguje natomiast z kwasem fluorowodorowym z utworzeniem

fluorkowego kompleksu.

Tantal

Zastosowanie:
• Wykorzystywany do produkcji kondensatorów elektrolitycznych, (m.in.

w telefonach komórkowych i komputerach).

• W sprzęcie zbrojeniowym i kosmicznym.
• Wykorzystywany jest do produkcji aparatury chemicznej.
• Stosowany jest także do wyrobu biżuterii oraz wyrobów

zegarmistrzowskich.

Produkcja i zasoby:

W latach 80. i 90. XX wieku światowa produkcja tantalu wynosiła około

300 ton. Głównymi producentami byli Kanada, Australia i Brazylia
W przyrodzie Niob i Tantal występują razem ,a dzięki swoim podobnym

cechą były bardzo często mylone.

Ciekawostki:
• Konkurencja o ten cenny metal jest jedną z przyczyn
walk zbrojnych w Demokratycznej Republice Konga.
• Nazwa pochodzi od Tantala – postaci w mitologii
greckiej.

Gal (Ga)

Pierwiastkowy gal nie występuje w przyrodzie, ale można go łatwo uzyskać

poprzez wytapianie. Posiada 2 trwałe izotopy i 8 radioaktywnych. Występuje w
ilościach śladowych w boksycie, kaolinicie i rudach cynku.

Gal został odkryty w 1875 r. podczas analizy widmowej błyszczu cynkowego.

Francuski chemik Lecoq de Boisbaudran zauważył kilka fioletowych prążków
zwiastujących istnienie nieznanego dotąd pierwiastka.

Cechy:
•

łatwo topliwy,

•

bardzo czysty ma srebrzysty kolor,

•

miękki,

•

kruchy,

•

nie trujący,

•

rozszerza się on podczas krzepnięcia o ok. 3,1,

•

niska temperatura topnienia (ok. 29,8 °C),

•

ciekły w temperaturze zbliżonej do pokojowej,

•

wysoka temperatura wrzenia,

•

w stanie ciekłym tworzy spontanicznie stopy z wieloma innymi metalami,

•

w stanie ciekłym ma tendencję do przechładzania się,

•

do krystalizacji potrzebny jest zarodek krystalizacji. Gal jest jednym z niewielu
metali (obok rubidu, cezu, fransu i rtęci).

•

Gal powoli roztwarza się w mocnych kwasach i zasadach.

Gal

Zastosowanie:

•Jako domieszka przy produkcji półprzewodników i tranzystorów.
•Może być użyty do produkcji luster, ponieważ zwilża szkło.
•Wykorzystywany przy produkcji stopów niskotopliwych.
•Polepsza właściwości spoiw lutowniczych.
•Stosowany do produkcji termometrów wysokotemperaturowych.
•Stop galu, indu i cyny (Galinstan) bywa stosowany w termometrach lekarskich – jego

temperatura topnienia wynosi ok. -20 °C.

•Jako katalizator w produkcji wodoru z wody przy użyciu reakcji utleniania aluminium.

Produkcja i zasoby:
•Gal jak i German i Ind są zawsze produktami ubocznymi przy przeróbce metalurgicznej

rud metali, głównie aluminium i cynku, w mniejszym stopniu także ołowiu i miedzi.

•Roczna produkcja Galu nie jest znana ,ponieważ dziedziny jego zastosowania są bardzo

szczególne i większość krajów nie ujawnia wielkości ich produkcji.

•Gal występuje w postaci domieszek w niektórych sfalerytach, głównie jednak w

boksytach gdzie jego zawartość osiąga 50g/t.

Ciekawostka:

•Gal nie posiada żadnego znaczenia biologicznego, ale istnieją przypuszczenia, że ma on

wpływ na szybkość przemiany materii.

Kuniec

Dziękujemy

za uwagę