Oppimistavoite
- Muistele koboltin, kuparin, nikkelin ja sinkin ominaisuudet alkuaineina ja yhdistettyinä seoksissa.
Kärkikohdat
- Kupari on käytetyin kolikkometalli sähköisten ominaisuuksiensa, runsautensa (verrattuna hopeaan ja kultaan) ja seosmetallien – messingin ja pronssin – vetovoiman vuoksi.
- Sinkkiä käytetään kuparin kanssa seoksissa luodakseen kovemman metallin nimeltä messinki.
- Sinkitysmenetelmässä sinkki päällystää raudan hapettumalla muodostaen suojaavan sinkkioksidikerroksen (ZnO), joka suojaa rautaa ruostumiselta.
- Koboltti ja nikkeli ovat hivenaineita, joilla on samanlaisia ominaisuuksia kuin raudalla.
Termit
- pronssiLuonnollinen tai keinotekoinen kupariseos, yleensä tinan kanssa, mutta myös yhden tai useamman muun metallin kanssa.
- messinkiKuparin ja sinkin metalliseos, jota käytetään monissa teollisuus- ja LVI-sovelluksissa.
- kupariPunertavanruskea, muovautuva, muokattavissa oleva, sitkeä metallinen alkuaine, jolla on korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Sen symboli on Cu ja järjestysluku on 29.
Kupari
Kupari kuuluu ”kolikkometalleiksi” kutsuttuun metalliperheeseen, johon kuuluvat kupari, hopea, kulta ja röntgen. Pehmeytensä vuoksi kolikkometalleista on helppo valmistaa kolikoita. Niiden suhteellinen harvinaisuus ja houkuttelevuus sekä korroosionkestävyys tekevät niistä kompakteja varallisuuden säilytyspaikkoja. Puhdas kupari on kuitenkin liian pehmeää, jotta sillä olisi rakenteellista arvoa, mutta kupari seostuu sinkin ja tinan kanssa kovemmiksi messingeiksi ja pronsseiksi. Messinki ja pronssi olivat keskeisiä osia varhaisimmissa metallisissa työkaluissa.
Kupari on kolikkometalleista käytetyin johtuen sen sähköisistä ominaisuuksista, sen runsaudesta (verrattuna hopeaan ja kultaan) sekä messinki- ja pronssiseosten ominaisuuksista. Kunnes alumiini yleistyi, kupari oli raudan jälkeen toiseksi eniten tuotettu metalli. Kupari on helppo tunnistaa sen punertavasta väristä.
Kupari hapettuu – jonkin verran vaikeasti – +1-tilaan halogenideissa ja oksidissa ja +2-tilaan suoloissa, kuten kuparisulfaatti CuSO4. Liukoiset kupariyhdisteet ovat helposti tunnistettavissa niiden tunnusomaisesta sinivihreästä väristä.
Sinkki
Sinkkiperheeseen kuuluvat sinkki, kadmium, elohopea ja kopernikki. Sinkki ja kadmium ovat pehmeitä metalleja, jotka hapettuvat helposti hapetusasteeseen +2. Kumpikaan näistä metalleista ei esiinny luonnossa yhdistymättömänä. Sinkkiä käytetään seoksissa kuparin kanssa kovemman metallin, messingin, luomiseksi. Galvanoinnissa sinkki päällystää raudan hapettumalla muodostaen suojaavan sinkkioksidikerroksen (ZnO), joka suojaa rautaa hapettumiselta. Sinkkioksidi on paljon turvallisempaa kuin lyijyoksidi, ja sitä käytetään usein valkoisessa maalissa. Vuodesta 1982 lähtien sinkki on ollut tärkein metalli, jota on käytetty amerikkalaisissa penneissä. Nyt sitä käytetään uusissa urkuputkissa.
Sinkki on eläville olennainen hivenaine, ja sillä on joitakin bakteereja tuhoavia ominaisuuksia, mutta se voi olla myrkyllistä suurina määrinä. Sinkkikolikoita ei saa koskaan niellä.
Rauta, koboltti ja nikkeli
Rauta, koboltti ja nikkeli ovat melko hyviä pelkistimiä, joten niitä esiintyy luonnossa harvoin yhdistämättöminä. Rauta on yksi maailmankaikkeuden yleisimmistä alkuaineista. Yhdistämätöntä rautaa, kobolttia ja nikkeliä voi löytyä meteoreista.
Maapallolla itsellään on kuuma, tiheä ydin, joka koostuu suurelta osin raudasta ja nikkelistä. Maan ytimelle ominaisissa lämpötiloissa rauta ja nikkeli muodostavat jättimäisen luonnonmagneetin, joka luo Maan magneettikentän. Tämä magneettikenttä estää vaarallisen säteilyn, joka tappaisi elämän maapallolla.