Metali

Metali

Osvrneš li se oko sebe ili se pokušaš sjetiti koje si sve predmete danas koristio primjetit ćeš da je velik

broj tih predmeta načinjen od metala. Metali u našoj svakodnevnici imaju veliku važnost. U primjeni su od pribora za jelo do konstrukcija mostova i nebodera. Tako velika primjena metala dolazi od njihove kombinacije raznih svojstava.
Od sedam najzastupljenijih elemenata na Zemlji (O, Si, Al, Fe, Mn, Ca, Na, K) pet su metali, a od 4/5 svih poznatih kemijskih elemenata su metali. U prirodi se većinom pojavljuju u spojevima - mineralima, a vrlo rijetko u elementarnom stanju (zlato, srebro, platina, bakar, bizmut, paladij i meteorno željezo), što zapravo ovisi o njihovoj reaktivnosti.

Kameno doba

Bakreno doba

Brončano doba

Željezno doba

Svojstva metala
Svojstva metala posljedica su njihove strukture i metalne veze.
Svi metali imaju vrlo slična svojstva.

Fizikalna svojstva metala

kristalna struktura

- pri sobnoj temperaturi metali su čvrste kristalne tvari

izuzetak je živa

boja

- neprozirni su

izuzetak su vrlo tanki listići zlata, srebra i bakra

- većinom bijele ili sive boje

izuzetak su žuto zlato i crveni bakar

- prema boji dijele se na crne (željezo, kobalt, nikal i njihove legure), a ostale smatramo obojenima

kovkost

- većina metala može se kovati, izvlačiti u žice (električni i telefonski vodovi) ili valjati u folije (aluminijska folija koja se koristi u domaćinstvu)

vodljivost

- dobri su vodiči topline i elektriciteta

gustoća

- laki metali - do 4,5 g/cm³ - natrij, magnezij, aluminij
- teški metali - više od 4,5 g/cm³ - željezo, kositar, olovo

Metali se razlikuju po kemijskoj reaktivnosti.

Kemijska svojstva metala
reakcija s vodom	- reaktivniji daju hidrokside i oslobađaju vodik - najreaktivniji metali reagiraju s hladnom vodom - manje reaktivni reagiraju s toplom vodom, a neki s vodenom parom - neki uopće ne reagiraju
reakcija s kisikom	- daju okside metala - ne reagiraju živa, zlato i platina
reakcija s kiselinama	- reaktivniji istiskuju vodik iz kiselina koje nisu oksidacijsko sredstvo - slabije reaktivni reagiraju samo s kiselinama koje su oksidacijska sredstva - plemeniti ne reagiraju s kiselinama
djelovanje metala na sol drugog metala	- potiskuju metal koj je niže u nizu reaktivnosti iz njegove soli

Svojstva metala mogu se poboljšati miješanjem raznih metala u legure.

Proizvodnja metala

S razvojem čovječanstva razvila se i posebna grana djelatnosti: metalurgija, odnosno umjeće dobivanja metala iz ruda. Metali se iz bogatijih ili obogaćenih ruda dobivaju uglavnom postupcima redukcije, otapanja i elektrolize. U svim tim postupcima dolazi do procesa redukcije.
Redukcija se temelji na redukciji metalnih oksida, najčešće pomoću koksa, drvenog ugljena ili ugljikovog monoksida, pri čemu je važno da je reakcija egzotermna. Tako se npr. dobije željezo u visokim pećima:

Fe₂ O₃+ 3CO ---> 2Fe + 3CO₂

Redukcija se provodi i s vodikom:

Fe₂ O₃+ 3H₂ ---> 2Fe + 3H₂O

a također i s aluminijem u prahu.

Otapanje je postupak koji se temelji na kemijskoj reakciji otapanja i odvajanju mineralne komponente od jalovine. Tako se npr. može dobiti zlato otapanjem u otopini natrijevog cijanida iz zlatonosnih ruda. Iz otopine metal se dobije redukcijom, kemijskom reakcijom ili elektrolizom (redukcijom na katodi).

Elektrolizom se mogu dobiti metali iz otopina soli ili iz talina. Metoda se upotrebljava i za pročišćavanje ili rafinaciju metala. Elektrolizom se npr. dobivaju i rafiniraju aluminij i bakar. Princip dobivanja metala elektrolizom jest proces redukcije na katodi.