Metaller 3 Sid 323 333 Jordens magnetflt Jordens

Metaller 3 Sid 323 -333

Jordens magnetfält • Jordens inre kärna består av en glödande boll av fast järn lika stor som månen. • Den yttre kärnan består av flytande järn. • Den inre kärnan roterar, aningen snabbare än jorden. • Detta skapar en friktion som ger upphov till ett magnetfält

• Magnetfältet skyddar oss från den farliga solvinden med laddade partiklar som rusar ut från solen. • Magnetfältet hjälper till att hålla kvar vår atmosfär. • Polerna har bytt plats flera gånger. • Om en kompass visar var nordpolen ligger, var ligger i så fall den magnetiska sydpolen?

Järn är den absolut vanligaste metallen • Den näst vanligaste metallen är • Koppar Cu • Ren koppar är rödgul, den är ganska mjuk och leder ström bra. • De första mynten gjordes av koppar. • När koppar ärgar bildas ett skyddande grönt oxidskikt av kopparkarbonat Cu. CO 3 och kopparhydroxid Cu(OH)2

Aluminium Al • I jordskorpan finns det gott om aluminiumjoner. • Det är en lättmetall som är lätt att gjuta, smida och valsa till olika former. • Att framställa aluminium kräver enorma mängder energi. • Därför är återvinning viktigt. • Ytan skyddas av aluminiumoxid Al 2 O 3

Guld är sällsynt • Man kan hitta guldklimpar i naturen. Därför var den första metall som människor hittade och använde just guld. • Används främst till smycken men även inom elektroindustrin eftersom den leder ström bra och inte reagerar med syret i luften. • Det bildas inget oxidskikt

Titan Ti • Titan är en hård metall som får ett skyddande oxidskikt som gör att den inte förstörs. • Ti. O 2 • Används till olika typer av proteser. • Dess höga styrka gör att tunnare konstruktioner kan tillverkas.

Metaller i kroppen • Ca 1 kg kalciumjoner, mest i skelettet. • Kaliumjoner och natriumjoner är viktiga för att kunna överföra nervsignaler i kroppen. • I hemoglobin finns järnjoner. Hemoglobin transporterar syre till kroppens alla celler

Legeringar blandningar av metaller • En legering kan ge metallen nya egenskaper: lättare att bearbeta, oxiderar inte, mer eller mindre magnetiskt. • Brons är en blandning av koppar (90%) och tenn (10%) • Legeringen brons har fördelar gentemot koppar. • Den blir hårdare, smältpunkten sänks. • Den flyter lättare vilket gör den bättre att gjuta • Används fortfarande i t. ex. blixtlås, maskindelar och statyer

Mässing • Mässing är en legering av koppar (65%) och zink (35%). • De äldsta föremålen av mässing härrör från ca 4000 år f. kr. i Kina och mellanöstern. • Fattigmansguld • Används vid tillverkning av skruvar, patronhylsor och mässingsinstrument

Rostfritt stål • En legering av stål (järn och kol) med krom och nickel. • Rostfritt stål är inte magnetiskt. • Krom ger en oxidhinna som göra att det inte rostar. • Nickel gör att rostfritt stål blir lättare att forma. • Det finns även magnetiskt rostfritt stål, men det är dyrt.

Metalglaser ny typ av legering • Metallatomer av olika storlek, atomerna ligger inte i regelbundna mönster som i andra metaller • Ger nya egenskaper • Mer formbara • Möjligt att gjuta komplicerade former. • Starkare än stål • Rostar inte • Repas inte

Korrosion • Kommer från latin: ”gnaga sönder” korrodera • Rena metaller som bildar kemiska föreningar • Järn tillsammans med syre och vatten bildar järnoxid • För att järn ska rosta krävs syre och vatten. • När ett föremål har börjat rosta sprider sig rosten snabbt. • Det blir lätt för syre och vatten att ta sig igenom den porösa rosten och angripa metallen under. • Salt och smuts snabbar på processen

Legeringar hindrar korrosion • Aluminiumoxid • Kromoxid • Zinkoxid • Metalloxider som bildar en skyddande hinna. • Syre och vatten förmår inte tränga igenom oxidskiktet • Rostskydd • Galvanisering • Förzinkning • Offeranod

Ädla och oädla metaller • Metaller har olika förmåga att släppa ifrån sig elektroner. • De ädla metallerna släpper inte gärna ifrån sig elektroner • Det gör däremot de oädla metallerna. • Den elektrokemiska spänningsserien visar förhållandet • Oädla till vänster ädla till höger

Galvaniskt element • En ädel metall drar till sig elektroner från en oädlare metall. • Elektrisk ström = elektroner i rörelse • Ett galvaniskt element är ett batteri. • Två metaller en ädlare och en oädlare • Det krävs en vätska som elektronerna kan röra sig genom • Det måste finnas joner i vätskan för att den ska leda ström

Citronbatteri • Koppar är mer ädelt än t. ex. zink • Kopparn förändras inte det gör däremot zink • Zink släpper ifrån sig elektroner • Om vi ansluter en ledning mellan metallerna kommer elektronerna att börja vandra genom ledningen från minuspol till pluspol • Elektronerna rör sig genom den sura citronsaften som innehåller vätejoner från kopparn till zinken. • Zink oxideras och vätejonerna reduceras. Strömmens riktning

Elektrokemisk korrosion • Om man blandar metaller t. ex. en järnspik i ett koppartak • Skapas elektrokemisk korrosion • Den oädlare metallen börjar rosta

Utnyttja elektrokemisk korrosion med offeranod • Man kan utnyttja fenomenet med sk. Offeranod. • På ett skrov av järn kan man förhindra att järnet rostar genom att montera en oädlare metall t. ex. zink. • Zinken ”rostar” i stället för järnet