Stan gazowy charakteryzuje się tym, że próbka nie ma ani własnego kształtu, ani objętości i może rozprzestrzeniać się po całej objętości naczynia, w której jest zawarta.
Podstawowe cechy stanu gazowego W porównaniu ze stanem stałym lub ciekłym materii, stan gazowy charakteryzuje się bardzo dużym współczynnikiem ściśliwości, a także brakiem sprężystości i uporządkowania cząsteczek. Brak objętości, brak kształtu, średnia energia kinetycznaobiektów tworzących gaz jest wieksza niż energia oddziaływań pomiędzy nimi.
Równanie gazu doskonałego Clapeyrona. Parametry charakteryzujące stan gazowy dają się połączyć w jedno równanie stanu gazu doskonałego, które można zapisać jako: p⋅v = n⋅R⋅T
Prawo Avogadra określa że, jednakowe objętości gazów zawierają w tej samej temperaturze i pod tym samym ciśnieniem jednakową liczbę cząsteczek.
A to oznacza, że w warunkach normalnych 22,4 dm3 tlenu, dwutlenku węgla, helu i wielu innych gazów będzie zawierało 6,02 * 1023 cząsteczek lub atomów.
Objętość molowa gazów - mol pierwiastka lub związku chemicznego w stanie gazowym zajmuje w warunkach normalnych objętość 22,4 dm3. Warunki normalne to ściske określona temperatura(273,15 K ) i ciśnienie (1 013,25 hPa) króre stanowią punkt odniesienia do iektórych obliczeń fizykochem.
Stała gazowa (uniwersalna stała gazowa) R – stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin (stopień Celsjusza) podczas przemiany izobarycznej.
Uniwersalna stała gazowa jest stałym współczynnikiem w równaniu stanu gazu doskonałego:p = nRT/V R=8,314472(15) J • mol-1 • K-1
Przemiany gazowe ®Przemiana izotermiczna jest nazywana również prawem Boyle'a - Mariotte'a. Jak sama nazwa wskazuje, w przemianie tej temperatura nie ulega zmianie:T = const ®Przemiana izohoryczna stałej masy gazu charakteryzuje się niezmiennością objętości. Przyrost ciśnienia jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury.V = const ®Przemiana izobaryczna zachodzi, gdy ciśnienie stałej masy gazu nie ulega zmianie. Przyrots objętości jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. p = const
Prawo stosunków wielokrotnych(prawo Daltona)jeżeli dwa pierwiastki zdolne są tworzyć z sobą więcej niż jeden związek chemiczny, to w związkach tych ilości wagowe jednego pierwiastka, przypadającą na stałą ilość wagową drugiego pierwiastka, pozostają do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.
van der Waals wprowadził poprawki do gazowego równania stanu gazowego uwzględniające wzajemne oddziaływanie cząsteczek i objętość własną cząsteczek.
Dla 1 mola gazu rzeczywistego równanie van der Waalsa ma postać (p + a/V2)(V-b) = RT
Stany skupienia to klasyfikacja form występowania materii z MAKROSKOPOWEGO punktu widzenia
Stany materii to klasyfikacja form jej występowania z MIKROSKOPOWEGO punktu widzenia, czyli z punktu widzenia struktur jakie tworzą atomy, jony lub cząsteczki
Ciało amorficzne, ciało bezpostaciowe – stan skupienia materii charakteryzujący się własnościami reologicznymi zbliżonymi do ciała krystalicznego, w którym nie występuje uporządkowanie dalekiego zasięgu. Ciało będące w stanie amorficznym jest ciałem stałym, ale tworzące je cząsteczki są ułożone w sposób dość chaotyczny, bardziej zbliżony do spotykanego w cieczach. Z tego powodu ciało takie często, choć błędnie, nazywa się stałą cieczą przechłodzoną. Jednak ciecz, w tym także ciecz przechłodzona, może płynąć, a ciało stałe utrzymuje swój kształt.
W stanie krystalicznym atomy, jony lub cząsteczki są ułożone w periodyczny, trójwymiarowy wzór tzw. KRYSZTAŁ
Stan szklisty to stan, w którym materia nie posiada uporządkowania dalekiego zasiegu, a jedynie lokalne zagęszczenie materii związane mikroobszarami, domenami lub klasterami, tworzące nieregularną więźbę i ograniczające się do objętości o średnicy nieprzekraczającej 20A. stan szklisty jest stanem pośrednim między krystalicznym a ciekłym.
Struktura kryształów....może być rozpatrywana z punktu widzenia:rozmieszczenia przestrzennego elementów tworzących kryształ (podejście geometryczne), rodzaju elementów tworzących kryształ, rodzaju wiązań chemicznych pomiędzy elementami tworzącymi kryształ (podejściefizyczne/chemiczne)
Sieć przestrzenna to zbiór punktów zwanych WĘZŁAMI SIECI, podających położenie środków masy atomów, cząsteczek lub jonów tworzących kryształ
Komórka elementarnan to równoległościan stanowiący podstawowy, powtarzający się okresowo w przestrzeni, element sieci przestrzennej
Symetria kryształów Elementy symetrii kryształów – prawidłowe powtarzanie się w przestrzeni jednakowych pod względem geometrycznym i fizycznym części kryształów: np. ścian, krawędzi, naroży określane jest mianem symetrii kryształów.
Typy komórek elementarnych prymitywna (P), przestrzennie centrowana (I), płasko centrowana na dwóch ścianach (C), płasko centrowana na wszystkich ścianach (F)
Defekty punktowe to Zaburzenia regularności sieci krystalicznej o rozmiarach rzędu rozmiarów elementów tworzących kryształ (jonów, atomów lub cząsteczek).Defekty dzielimy na atomowe dotyczą całego atomu, jonu lub cząsteczki, elektronowe dotyczą wyłącznie sytuacji związanych z zachowaniem się elektronu w sieci krystalicznej. Defekt Frenkla – defekt jonowej sieci krystalicznej polegający na tym, że jon znajduje się w teoretycznie zabronionej pozycji międzywęzłowej, zwykle w sąsiedztwie utworzonej luki węzłowej. Defekt Schottky'ego – rodzaj wakansu (luki), punktowego defektu sieci krystalicznej powstającego w wyniku przeniesienia atomów lub jonów z węzłów sieci na powierzchnię kryształu
Daltonidy, związki chemiczne nie wykazujące odstępstwa od składu ściśle stechiometrycznego, spełniające prawo stałości składu. Przeciwieństwem daltonidów są bertolidy.
Bertolidy, związki niestechiometryczne, związki chemiczne wykazujące odstępstwa od składu ściśle stechiometrycznego, nie spełniające prawa stałości składu (prawo Prousta) (w przeciwieństwie do daltonidów). Zmieniają swoje własności fizyczne w sposób ciągły, wraz ze zmianą stosunku stechiometrycznego. Przykładami bertolidów są związki międzymetaliczne.
Dysocjacja elektrolityczna to zjawisko samorzutnego, częściowego lub całkowitego, rozpadu na jony niektórych cząsteczek w roztworach pod wpływem rozpuszczalnika. Jon powstały w wyniku dysocjacji w roztworze rozpuszczalnika zawsze ulega SOLWATACJI (HYDRATACJI o ile rozpuszczalnikiem jest woda)
Elektrolity mocne i słabe. Mocne(dysocjuja całkowicie stąd bardzo dobrze przewodzą prąd elektryczny), do mocnych elektr należą wszystkie sole, wodorotlenki litowców i berylowców (bez Mg(OH)2,Ba(OH)2), niektóre kwasy(HCl,HBr,HNO3,H2SO4,HClO4,HI). Słabe(dysocjują częściowo, stad dużo gorzej przewodzą prąd elektryczny niż elektrolity mocne.W roztworach stałych elektrolitów ustala się stan równowagi chemicznej między niezdysocjowanymi cząsteczkami, a powstającymi jonami),do słabych należą wszystkie pozostałe kwasy i zasady nie nal do mocnych elektrolitów oraz wszystkie kwasy organiczne.
Stała dysocjacji (K) jest to stała równowagi chemicznej procesu dysocjacji, jest to wielkość charakterystyczna danego elektrolitu,nie zależy od stężenia, a jedynie od temperatury (rośnie z jej wzrostem)
Stopień dysocjacji określa moc elektrolitu, jego wartość odpowiada stosunkowi liczby moli cząsteczek dysocjowanych do całkowitej liczby moli cząsteczek wprowadzonych do roztworu. α= ($\frac{n_{z}}{n_{w}}) \bullet 100\%$. Stopien dysocjacji zależy od rodzaju elektrolitu, temperatury, jest odwrotnie proporcjonalne od stężenia elektrolitu, obecności innych substancji w roztworze.
Prawo rozcieńczeń Ostwalda to przybliżona zależność stopnia dysocjacji słabego elektrolitu od jego stężenia. Prawo rozcieńczeń Ostwalda stosuje się do dysocjacji słabych kwasów i zasad a także do hydrolizy ich soli.
Struktura anionu w roztworze wodnym Struktura kationu w roztworze wodnym Otoczka hydratacyjna jonu składa się z warstw H2O, znajdujących się w najbliższym sąsiedztwie jonu i zwróconych biegunami przeciwnego znaku => przyciągają swymi wolnymi biegunami następną warstwę H2O itd., dopóki przyciąganie przez jon nie stanie się słabsze od energii ruchu molekularnego w roztworze.
Autodysocjacja wody zwana również autoprotolizą wody jest samorzutną dysocjacją elektrolityczną cząsteczek H2O, która zachodzi w ciekłej wodzie. Proces autodysocjacji ma znaczenie praktyczne, decyduje np. o zdolnościach wody do rozpuszczenia substancji jonowych. Stała równowagi w tej reakcji jest podstawą skali pH. Autodysocjacja jest rodzajem dysocjacji elektrolitycznej, gdzie czysty związek chemiczny mający postać cząsteczkową ulega rozpadowi na jony. Dzieje się to pod wpływem innych cząsteczek, które pełnią rolę kwasu i zasady. Jest możliwa, ponieważ cząsteczki wody posiadają budowę polarną. Ta właśnie polarność powoduje, że staje się ona dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych (np. słabe elektrolity), lub jonowych (np. sole), w wyniku hydratacji jonów, które powstają.Przebieg reakcji wyraża się wzorem:H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH-
Iloczyn jonowy wody, iloczyn równowagowych stężeń jonów oksoniowych (H3O+) i hydroksylowych (OH-). W temperaturze 25oC iloczyn jonowy wody wynosi 10-14 mol/dm3, Stężenia obu rodzajów jonów w czystej wodzie są sobie równe i wynoszą 10-7mol/dm3. Ponieważ wartość iloczynu jonowego wody pozostaje stała w stałej temperaturze, wprowadzeniu do roztworu jonów oksoniowych towarzyszy zmniejszenie stężenia jonów hydroksylowych. Analogicznie - wzrost stężenia jonów hydroksylowych odbywa się kosztem zmniejszenia stężenia jonów oksoniowych. Wartość iloczynu jonowego wody można wyznaczyć za pomocą pomiaru przewodnictwa (pH).
Jon wodorowy – kation ( jon dodatni) utworzony z atomu wodoru , poprzez oderwanie jego jednego elektronu . Praktycznie biorąc jon wodorowy jest po prostu wolnym protonem . W zapisach przebiegu reakcji chemicznych zapisuje się go jako: H+.
pH - to ujemny logarytm dziesiętny z wartosci stężenia jonów wodorowych.Roztwory, których pH jest niższe od 7 mają odczyn kwaśny, tym bardziej kwaśny, im niższe jest pH roztworu. Roztwory, których pH jest wyższe od 7 mają odczyn zasadowy, tym bardziej zasadowy im wyższe jest pH rotworu.
Dysocjacja kwasów i wodorotlenków. Kwasy są to związki chemiczne, które podczas rozpuszczania w wodzie dysocjują całkowicie lub częściowo na kationy wodorowe i aniony reszt kwasowych. Kwasy, które w czasie dysocjacji odczepiają jeden kation wodorowy nazywamy jednoprotonowymi. Kwasy posiadające w cząsteczkach więcej niż jeden atom wodoru nazywamy:dwuprotonowymi - odczepiają dwa kationy wodorowe,trójprotonowymi - odczepiają trzy kationy wodorowe.Wieloprotonowe kwasy dysocjują stopniowo. Na pierwszym stopniu dysocjacji cząsteczki dysocjują najmocniej, a na kolejnych co raz słabiej (łatwiej przebiega dysocjacja na pierwszym stopniu niż na dalszych).Zasady są to związki chemiczne, które podczas rozpuszczania w wodzie dysocjuja całkowicie lub częściowo na aniony wodorotlenowe OH - i kationy metali.
Aktywność danego składnika roztworu ai definiujemy jako iloczyn współczynnika aktywności fi (wielkości będącej miarą oddziaływań składnika z otoczeniem) oraz stężenia składnika w roztworze ci:
Współczynnik aktywności jest wielkością bezwymiarową. Dla roztworów doskonałych dąży on do jedności w związku z czym aktywność przyjmuje wartość stężenia.
siła jonowa, wielkość charakteryzująca oddziaływania elektrostatyczne w roztworze elektrolitu mocnego, równa połowie sumy iloczynów: stężenie jonu razy ładunek jonu podniesiony do kwadratu, obliczonych dla wszystkich jonów obecnych w danym roztworze. Znajomość mocy jonowej roztworu pozwala na obliczenie współczynników aktywności występujących w nim jonów.
Teoria P. Debye'a i E. Hückla. Założenia teorii D-H: całkowita dysocjacja na jony, oddziaływania między jonami jedynie elektrostatyczne, roztwory są dostatecznie rozcieńczone, aby można zaniedbać energię oddziaływań kulombowskich wobec energii termicznej, symetria kulista, tzn. że gęstość ładunku opisana rozkładem Poissona zależy wyłącznie od odległości od jonu centralnego
Roztwory buforowe to roztwory będące mieszaninami słabych i mocnych elektrolitów, które w nieznacznym tylko stopniu zmieniają swoje ph po dodaniu niewielkich ilości mocnych kwasów lub mocnych zasad. Rodzaje roztworów buforowych Roztwory zawierające słabe kwasy i sole tych kwasów z mocnymi zasadami CH3COOH + NaCH3COO, Roztwory zawierające słabe zasady i sole tych zasad z mocnymi kwasami NH3aq + NH4Cl Reguły dotyczące hydrolizy soli Warunkiem zajścia HYDROLIZY KATIONOWEJ soli MeR jest możliwość tworzenia przez jon Me(+) przynajmniej jednego, słabo zdysocjowanego połączenia z jonami OH-. Warunkiem zajścia HYDROLIZY ANIONOWEJ soli MeR jest możliwość tworzenia przez anion R(-) przynajmniej jednego, słabo zdysocjowanego połączenia z jonami H+.
Hydroliza soli to reakcja pomiędzy jonami pochodzącymi z dysocjacji soli i jonami pochodzącymi z dysocjacji wody (H+, OH-).
Iloczyn rozpuszczalności, rozpuszczalności iloczyn, stała równowagi reakcji rozpuszczania związku jonowego (przebiegającej wg równania: AmBn = mA(aq)n+ + nB(aq)m-. Przekroczenie iloczynu rozpuszczalności dla jonów An+ i Bm- spowoduje wzrost stężenia niezdysocjowanego AmBn i wytrącenie się osadu. Iloczyn rozpuszczalności zależy od temperatury, ciśnienia, od sposobu wytrącania oraz procesów związanych z upływem czasu (starzenie).
Zależność między rozpuszczalnością a iloczynem rozpuszczalności. Rozpuszczalność, So, definiowana jest zwykle jako stężenie molowe substancji obecnej w roztworze nasyconym. Iloczyn rozpuszczalności, Ksp, jest również miarą rozpuszczalności danego elektrolitu w wodzie. Mniejsza wartość Ksp oznacza, Ŝe mniejsze są stężenia odpowiednich jonów w roztworze nasyconym. Porównywanie bezpośrednie iloczynu rozpuszczalności dla kilku elektrolitów ma jednak sens jedynie w przypadku soli o jednakowej stechiometrii, tzn. mających analogiczny wzór chemiczny. Tak, więc, na podstawie znajomości iloczynów rozpuszczalności PbCl2 i PbI2. Aby iloczyn rozpuszczalności przeliczyć na rozpuszczalność wystarczy zastosować jego wzór definicyjny, wynikający z równania na dysocjację. Podobnie, na podstawie znajomości stężenia molowego roztworu nasyconego z łatwością wyznaczymy iloczyn rozpuszczalności.
Efekt solny I rodzaju:Rozpuszczalność trudno rozpuszczalnych elektrolitów maleje w roztworach zawierających dobrze rozpuszczalne mocne elektrolity posiadające z nimi wspólny jon. II rodzaju: Rozpuszczalność trudno rozpuszczalnych elektrolitów wzrasta w roztworach zawierających dobrze rozpuszczalne mocne elektrolity nie posiadające z nimi wspólnego jonu.
Metale – pierwiastki chemiczne charakteryzujące się obecnością w sieci krystalicznej elektronów swobodnych (niezwiązanych). W metalach istnieją jony dodatnie i elektrony walencyjne, które są wspólne dla wszystkich atomów i tworzą chmurę ładunku ujemnego. Wiążą się z tym specyficzne właściwości metali:- metaliczny połysk,- przewodnictwo,- przewodnictwo,- ciągliwość i kowalność. Metale dzielimy na nieszlachetne (np. sód, magnez, żelazo), które łatwo reagują z tlenem tworząc tlenki oraz metale szlachetne - srebro, złoto, platyna), które w warunkach normalnych nie reagują z tlenem. Niekorzystną cechą metali jest ich utlenianie (łączenie z tlenem). Zmianę właściwości metali pod wpływem otaczającego środowiska nazywamy korozją. Produktem korozji żelaza jest rdza
Otrzymywanie metali:redukcja tlenków metali za pomocą wodoru, metali I i II grupy układu okresowego, glinu, węgla, tlenku węgla w wysokiej temperaturze; rozkład termiczny związków metali (proces ten może być zastosowany wyłącznie do metali szlachetnych, które tworzą nietrwałe tlenki i sole); Elektroliza to zespół procesów towarzyszących przepływowi prądu stałego przez elektrolity; Aluminotermia to metoda otrzymywania metali oparta na procesach utleniania - redukcji zachodzących w wysokiej temperaturze
Klasyfikacja metali Podział metali i ich stopów może byc dokonywany w różny sposób – z punktu widzenia właściwości fizykochemicznych, barwy, czystości, zastosowania itp. Wyróżniamy przykładowo: metale żelazne, metale nieżelazne lub ze względu na topliwość: łatwo topliwe (do 650 st.C), trudno topliwe (od 650 do 2000 st.C), bardzo trudno topliwe (pow. 2000 st.C – wolfram, molibden, osm).Istnieje również podział ze względu na ich odporność na wpływ atmosfery: metale szlachetne – nieulegające zmianom pod wpływem temperatury, metale nieszlachetne – ulegające czynnikom atmosferycznym. Wszystkie metale z wyjątkiem rtęci występują w normalnej temperaturze w stanie stałym. Podgrzewane do pewnych temperatur, stają się płynne (topliwość). Stopione metale zmieszane razem rozpuszczają się wzajemnie, tworząc stopy metali.
Procesy zachodzące podczas elektrolizy na katodzie i anodzie. Elektroliza są to przemiany chemiczne wywołane przepływem prądu przepływającego przez elektrolit, gdzie rolą przewodnika jonowego pełnistopiona sól, stopiony tlenek lub wodny roztwór elektrolitów, przeprowadza się ją najczęściej na elektrodach platynowych lubgrafitowych. W elektrolizie anoda jest elektroda dodatnią i przemieszczają się do niej aniony, natomiast katoda jest elektrodą ujemną i przemieszczają się do niej kationy, czyli odwrotnie niż w ogniwach galwanicznych.
Prawa elektrolizy Faradaya – dwa prawa sformułowane przez Faradaya w 1834 r.: 1. Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku, który przepłynął przez elektrolit m = Q·k = I·t·k 2. Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia masy m
Zawiązki amfoteryczne, to takie, które mogą zachowywać się jak zasady lub jak kwasy w zależności od warunków. Przykładem takiego związku jest np. wodorotlenek glinu czy cynku. To znaczy, że z kwasami tworzą sole glinu (cynku) a z zasadami gliniany (cynkany). Amfoteryczność jest związana z konkretnym stopniem utlenienia, np. związki chromu(II) mają właściwości zasadowe, chromu(III) amfoteryczne, a chromu(VI) kwasowe. Amfoteryczne stopnie utlenienia posiadają niektóre pierwiastki z bloku d, a także zdecydowana większość półmetali.
ŻELAZO Fe Żelazo jest srebrzystoszarym, miękkim, ciągliwym i kowalnym metalem o gęstości 7,9 g·cm-3, topiącym się w temperaturze ok. 1540°C. Występuje w trzech odmianach alotropowych. Żelazo otrzymuje się w tzw. procesie wielkopiecowym, w którym tlenki żelaza redukuje się koksem. Użyty węgiel (koks) jest paliwem potrzebnym do podtrzymania wysokiej temperatury pieca, reduktorem tlenków żelaza i wchodzi w skład tzw. surówki. Właściwości Żelazo jest metalem dość aktywnym chemicznie w temperaturze pokojowej. Reaguje po ogrzaniu z tlenem, siarką, fosforem, fluorowcami i parą wodną. Żelazo tworzy związki z borem, węglem, azotem i krzemem. Żelazo nie reaguje z powietrzem w temperaturze pokojowej, natomiast po ogrzaniu pokrywa się warstwą tlenków. Rozpuszcza się w kwasach nieutleniających i rozcieńczonym kwasie azotowym. Żelazo na stopniu utlenienia II i III ma charakter amfoteryczny, natomiast na IV, V, VI ma charakter kwasowy istniejący tylko w postaci zhydrolizowanych soli.
Otrzymywanie żelaza w procesie wielkopiecowym: W wielkim piecu - piecu szybowym - wytapiana jest surówki ze wsadu składającego się z rudy żelaza z dodatkiem koksu i topników.
Wielki piec ma gruszkowaty kształt dwu stożków ściętych złączonych podstawami. Cała konstrukcja ma około 40 metrów wysokości. Wsad zasypuje się od góry, przez zamykany otwór zwany gardzielą. Część pieca tworzona przez górny stożek nazywa się szybem i jest zasobnikiem surowca. Koks pełni rolę paliwa oraz reduktora tlenków żelaza. Proces palenia podtrzymywany jest powietrzem wtłaczanych szeregiem dysz usytuowanych na poziomie złączenia podstaw stożków. Topniki ułatwiają oddzielenie od metalu zawartych w rudzie zanieczyszczeń i skały płonnej.
Stopiony metal zwany surówką zbiera się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem. Niepożądane składniki wsadu w wyniku reakcji z topnikami i tlenem z atmosfery pieca tworzą żużel, który również spływa do gara i, jako lżejszy, unosi się na powierzchni surówki. Co pewien czas surówka i żużel odprowadzane są z pieca przez oddzielne otwory spustowe.
Wydajność wielkiego pieca to 2 do ponad 10 tysięcy ton surówki na dobę. Oprócz żużla produktem ubocznym jest gaz wielkopiecowy, będący miesza-niną tlenku węgla, azotu i dwutlenku węgla.
Gaz ten, spalany w nagrzewnicach, służy do ogrzewania wdmuchiwanego powietrza, co znacznie podnosi efektywność procesu.Nagrzewanie wsadu i odparowanie wilgoci odbywa się w temperaturze 400º C , w 800º C następuje częściowa redukcja tlenków żelaza, w 900º C redukcja rudy do żelaza gąbczastego, w 1100º C nawęglanie żelaza i tworzenie żużla, w 1150º C topienie surówki, w temperaturach 1300-1800º C tworzenie surówki rzadkopłynnej. Koks hutniczy (paliwo) pełni też rolę reduktora, topniki (CaCO3 lub CaO) wprowadzane aby: obniżyć temperaturę topnienia wsadu i aby związać składniki skały płonnej.Produktem procesu jest gaz wielkopiecowy - niskokaloryczny; powstaje go 4000m3 na jedną tonę surówki żelaza. Zawiera on: CO (25-30%), N (50-60%), CO2 (10-14%), H2 (0.5-4%). Gazy wylatujące z wielkiego pieca zawierają około 25% bardzo toksycznego tlenku węgla. Jednak tlenek węgla czyni je przydatnymi do wykorzystania jako ubogie paliwo gazowe. Gazy wylotowe są chwytane u góry pieca, mieszane z bardziej energetycznym gazem i spalane
w tej formie w instalacji podgrzewającej powietrze wdmuchiwane do wnętrza pieca.
Produktem ubocznym jest żużel. Wytwarzany żużel pływa po powierzchni nowo wytopionej surówki żelaznej. W regularnych odstępach czasu nowy wsad jest ładowany od góry, a surówka i żużel oddzielnie zbierane u dołu pieca Żużel, dawniej uważany za uciążliwy odpad, zajmował duże powierzchnie, obecnie wykorzystywany do celów budowlanych jako składnik materiałów budowlanych, materiał do utwardzania np. dróg. Skład żuzla: SiO2 (37%), Al2O3 (9%), CaO (42%), MgO (8%), FeO, MnO (0.5%), CaSO4 (1.5%) oraz wata żużlowa – używana jako materiał izolacyjny.
Z dużych pieców co sześć godzin spuszczane jest około 2 tysięcy ton surówki żelaznej. Żelazo bądź odlewa się w formie dużych wlewek, zwanych gęsiami surówki, bądź też w formie ciekłej jest transportowane do instalacji produkującej stal.Produktem redukcji rudy w piecu jest surówka - stop żelaza z węglem (>2%), krzemem, manganem, fosforem i siarką. Nazwa pochodzi stąd, że jest to półprodukt przewidziany do dalszej przeróbki, czyli jest surowcem. Surówka (hutnicza) przeznaczona do dalszej przeróbki odlewana jest w postaci bloczków zwanych gąskami.
MIEDŹ Cu Miedź jest metalem o czerwono-różowej barwie, mało aktywnym chemicznie. Wykazuje dobrą ciągliwość i kowalność, jest też bardzo dobrym przewodnikiem elektryczności i ciepła. właściwości chemiczne: • z powietrzem w temperaturze pokojowej reaguje powoli pokrywając się cienką warstwą czerwonego Cu2O.• w obecności wilgoci i CO2 tworzy się tzw. patyna, zielona warstwa hydroksowęglanów (np. Cu2(OH)2CO3), chroniąca miedź przed dalszym działaniem innych czynników.. • łatwo reaguje z fluorowcami tworząc odpowiednie halogenki.• nie rozpuszcza się w kwasach nieutleniających.• w związkach występuje na +1 i +2 stopniu utlenienia.
GLIN Al. Glin jest srebrzystobiałym, kowalnym i ciągliwym metalem, o właściwościach amfoterycznych; gęstość 2,7 g/cm3, temperatura topnienia 660°C. W związkach chemicznych występuje przede wszystkim na +3 stopniu utlenienia. otrzymywanie: elektroliza stopionego Al2O3 (+Na3AlF6). Podstawowe reakcje:Al + HCl t AlCl3 + H2 ; Al + NaOH + H2O t Na[Al(OH)4] + H2 Glin tworzy sole zarówno w reakcji z kwasami, jak i z mocnymi wodorotlenkami, tzn. ma właściwości amfoteryczne. właściwości glin łatwo reaguje z fluorowcami: Al + Br2 t AlBr3 W obecności tlenu pokrywa się cienką, szczelną warstwą tlenku, która chroni przed dalszym utlenianiem. Dlatego stężony kwas azotowy(V) nie reaguje z glinem.
Aluminotermia metoda wydzielania metali i stopów (np. chromu, manganu, żelaza) z tlenków tych metali, wykorzystująca ich reakcję z granulowanym lub sproszkowanym glinem. Znaczny efekt cieplny tej reakcji pozwala na wytopienie wolnego metalu, na którego powierzchni pływa Al2O3. Al + Cr2O3 -> Al2O3 + Cr
Otrzymywanie niemetali WODÓR 1) elektroliza wody 2) konwersja gazu wodnego. TLEN, AZOT, GAZY SZLACHETNE 1) Destylacja frakcjonowana powietrza 2) Destylacja gazu ziemnego
Właściwości fizyczne i chemiczne najważniejszych tenków: CO (wł fiz:w temperaturze pokojowej bezbarwny, bezwonny i niedrażniący gaz, tudno rozpuszczalny w wodzie, ma właściwości toksyczne; Wł. Chem: na powietrzu pali się niebieskim płomieniem tworzący CO2, ma właściwości redukujące, z zasadami tworzy mrówczany, z amoniakiem formamid, a z chlorem tworzy forsgen), CO2(wł. Fiz:bezbarwny, bezwonny gaz, bez smaku, nie palny, nie podtrzymuje palenia, słabo rozpuszczalny w wodzie. Wł.chem: powoduje zmętnienie wody wapiennej), Al2O3(wł.fiz: biały, krystaliczny proszek,nierozpuszczalny w wodzie, otrzymuje się przez spalanie glinu w tlenie lub przez odwodnienie wodorotlenku glinu. Wł.chem:rozpuszczalny w mocnych kwasach, oraz w wodnych roztworach mocnych zasad wykazując właściwości amfoteryczne), NO(wł.fiz:bezbarwny gaz trujący, ostry zapach, słodki smak. Wł.chem: rozpuszczalny w etanolu, z wodorem tworzy meiszaninę wybuchową, nie reaguje z wodą), NO2 (wł.fiz:brunatny gaz, trujący o duszącym zapachu, jego dimer N2O4 jest gazem bezbarwnym. Wł.chem:duża reaktywność chemiczna, tendencja do tworzenia dimeru, ma właściwości kwasowe, reaguje z wodą oraz z roztworami wodorotlenków litowców i berylowców), SiO2(wł.fiz:ma postać ciała stałego, bezbarwny, temperatura topnienia 1710stC. Wł.chem:w reakcji z wodorotlenkami lub węglanami litowców powstają sole-krzemiany,jest bezwodnikiem kwasowym, nie ulega reakcji z powietrzem i wodą, nie reaguje z kwasami oprócz kw fluorowodorowego),SO2(wł.fiz:gaz bezbarwny,o ostrym duszącym zapachu, podrażnia drogi oddechowe, silna trucizna. Wł:chem:łatwo rozpuszcza się w wodzie oraz rozpuszczalnikach organicznych,jest bezwodnikiem kwasu siarkowego IV), SO3(wł.fiz:ciecz lotna, higroskopijna, w temp 19stC tworzy ciało stałe o wyglądzie lodu, silna trucizna, posiada właściwości rakotwórcze. Wł.chem:jest bezwodnikiem kwasu siarkowego VI)
Szereg napięciowy oparty na reakcjach w półogniwach z aktywną elektrodą metalową nosi nazwę szeregu napięciowego metali.Metale biorące udział w reakcjach, którym odpowiada ujemna wartość potencjału standardowego, noszą nazwę metali nieszlachetnych – z reguły ulegają one korozji (łatwo utleniają się), wypierają wodór z roztworów kwasów, są aktywne chemicznie. Metale o dodatniej wartości potencjału nazywa się szlachetnymi – zazwyczaj nie ulegają korozji, nie reagują z kwasami beztlenowymi (nie wypierają wodoru z kwasów), z reguły są mało aktywne chemicznie. Metale o niższym potencjale wypierają metale o wyższym potencjale z roztworów ich soli.