స్వేచ్ఛాయుత‌ బంగారం.. అసాధారణ అల్యూమినియం!

లోహాలు- అలోహాలు

మూలకాలన్నింటిలో లోహాలే ఎక్కువగా ఉన్నాయి. లోహాలన్నీ దాదాపు ఘనస్థితిలోనే ఉంటాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద వీటిని ద్రవస్థితిలోకి మార్చవచ్చు. లోహాలు కాకుండా మిగిలిన మూలకాలన్నీ అలోహాలే. అలోహాలు ద్రవ, వాయు స్థితిలో ఉంటాయి. ఈ నేపథ్యంలో లోహాలు, అలోహాలు, వాటి ధర్మాల గురించి తెలుసుకుందాం..

 

లోహాల భౌతిక ధర్మాలు

ద్యుతి గుణం

– ప్రకాశవంతమైన ఉపరితలం కలిగివుండి కాంతిని పరావర్తనం చెందించగల పదార్థాలను ద్యుతి గుణం గల పదార్థాలని, ఆ
గుణాన్ని ద్యుతి గుణం అని అంటారు.

– ద్యుతి గుణం అంటే మెరిసే స్వభావం.

– ప్రకాశవంతంగా లేని పదార్థాలను ద్యుతి గుణం లేని పదార్థాలు అంటారు.

– ఇనుము, రాగి, జింక్‌, అల్యూమినియం వంటివి మెరిసే స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

– గంధకం (సల్ఫర్‌), కార్బన్‌ వంటివి మెరిసే స్వభావాన్ని కలిగి ఉండవు.

-సాధారణంగా లోహాలు అన్నీ ద్యుతి గుణాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.

– ధ్వనిని ఉత్పత్తి చేసే పదార్థాలను ధ్వని గుణం గల పదార్థాలు అంటారు.

ఉదా: జింక్‌, అల్యూమినియం, మెగ్నీషియం మొదలైనవి

స్తరణీయత

l పదార్థాలను కొట్టినప్పుడు పలుచటి రేకులుగా సాగే గుణాన్ని స్తరణీయత అంటారు.

 

ధాతువు                     లోహం

బాక్సైట్‌                               Al
(Al2O3 2H2O)
కాపర్‌ ఐరన్‌ పైరటిస్            Cu
(CuFeS2)
జింక్‌ బ్లెండ్‌                        Zn
(ZnS)
మాగ్నసైట్‌                        Mg
(MgCO3)
ఎప్సం లవణం                 Mg
(MgSO4 7H2O)
హార్న్‍ సిల్వర్‌                 Ag
(AgCl)
పైరోలుసైట్‌                     Mn
(MnO2)
హెమటైట్‌                       Fe
(Fe2O3)
జింకైట్‌ (ZnO)               Zn
రాక్‌సాల్ట్‍ (NaCl)        Na
సిన్నాబార్‌ (HgS)         Hg
మాగ్నటైట్‌ (Fe3O4)     Fe
గెలినా (Pbs)                  Pb
జిప్సం Ca
(CaSO4 2H2O)
సున్నపురాయి               Ca
(CaCO3)
కార్నలైట్‌                       Mg
(Kcl Mgcl2 6H2O)

-పలుచని చదునైన రేకులుగా మార్చగలిగే పదార్థాలను స్తరణీయ పదార్థాలు అంటారు.
-లోహాలు స్తరణీయత (అఘాత వర్ధనీయత) ధర్మాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
-పదార్థాల స్తరణీయతా వ్యాప్తి వేర్వేరుగా ఉంటుంది.
– అత్యధిక స్తరణీయత కలిగిన లోహం- బంగారం
– అల్యూమినియం, వెండి కూడా అధిక స్తరణీయత కలిగి ఉంటుంది.

తాంతవత

-పదార్థాన్ని సన్నని తీగలుగా మార్చగలిగే ధర్మాన్ని తాంతవత అంటారు.
-దాదాపు అన్ని లోహాలు తాంతవత ధర్మాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
-అధిక తాంతవత కలిగిన లోహం- ప్లాటినం

విద్యుత్‌ వాహకత

– తమ గుండా విద్యుత్‌ను ప్రవహింపజేసే ధర్మాన్ని విద్యుత్‌ వాహకత అంటారు.
-దాదాపు లోహాలు అన్ని విద్యుత్‌ వాహకత ధర్మాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.
– అత్యుత్తమ విద్యుత్‌ వాహకం- వెండి

ఉష్ణ వాహకత

– పదార్థం గుండా ఉష్ణం ప్రసరించే ధర్మాన్ని ఉష్ణవాహకత అంటారు.
-ఉత్తమ ఉష్ణవాహకం- వెండి
-ష్ణ వాహకతను అన్ని లోహాలు ఒకేలా ప్రదర్శించవు.
-అల్యూమినియం, రాగి, ఇనుముకు అధిక ఉష్ణ వాహకత కారణంగా వంట పాత్రల తయారీకి ఉపయోగిస్తారు.

లోహాల రసాయన ధర్మాలు

– లోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి క్షార స్వభావం ఉన్న ఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.
2Mg + O2 ——–2MgO
– MgO క్షార స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది నీటిలో కరిగి Mg(OH)2 ఏర్పరుస్తుంది. ఇది ఎరుపు లిట్మస్ కాగితాన్ని నీలి రంగులోకి మారుస్తుంది.
-బంగారం, ప్లాటినం వంటివి గాలితో చర్య జరపవు కాబట్టి అవి తుప్పు పట్టవు.
– వెండి వస్తువులు, రాగి పాత్రలు, విగ్రహాలు కొంతకాలం తర్వాత మెరుపును కోల్పోతాయి. వెండి వస్తువులు నల్లగాను, రాగి వస్తువులు ఆకుపచ్చగా మారుతాయి. కారణం అవి గాలితో చర్య జరపడమే.
-లోహాలు నీటితో చాలా నెమ్మదిగా చర్య జరుపుతాయి.
-లోహాలు ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్‌ వాయువును విడుదల చేస్తాయి.
Mg+2HCl ———MgCl2+ H2
-అధిక చర్యాశీలత కలిగిన లోహాలు, తక్కువ చర్యాశీలత కలిగిన లోహాలను స్థానభ్రంశం చెందిస్తాయి.

అలోహాలు

-అలోహాలు ద్యుతిగుణం, ధ్వని గుణం వంటి లోహ ధర్మాలను కలిగి ఉండవు.
-ఇవి నీటితోను, ఆమ్లాలతోను చర్య జరపవు.
-అలోహాలు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి అలోహ ఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి.
S+O2 ——–SO2
-ఇవి ఆమ్ల స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
– ఇవి నీలి లిట్మస్ కాగితాన్ని ఎరుపు రంగులోకి మారుస్తాయి.

లోహాల ఉపయోగాలు

-మిఠాయిలపై అలంకరించడానికి పలుచటి వెండి రేకులను ఉపయోగిస్తారు.
-తినుబండారాలను ప్యాకింగ్‌ చేయడానికి, చాక్లెట్‌ రేపర్లకు పలుచటి అల్యూమినియం రేకులను ఉపయోగిస్తారు.
-అల్యూమినియం + రాగి మిశ్రమాన్ని నాణేలు, పతకాలు, విగ్రహాల తయారీలో వాడుతారు.
-జింక్‌ + ఇనుము మిశ్రమాన్ని ఇనుప రేకుల తయారీలో వినియోగిస్తారు.
-ఇనుమును వ్యవసాయ పనిముట్ల తయారీలో, అలంకరణ సామగ్రిలో ఉపయోగిస్తారు.
– చాలా వరకు లోహాలు ఘన స్థితిలో లభిస్తాయి.
-పాదరసాన్ని థర్మామీటర్లలో వాడతారు.

అలోహాల ఉపయోగాలు

-సల్ఫర్‌ను బాణసంచా, మందుగుండు సామగ్రి, గన్‌ పౌడర్‌, అగ్గిపెట్టెలు, యాంటీసెప్టిక్‌ ఆయిట్‌మెంట్‌ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.
-ఉల్లిపాయలు, వెల్లుల్లి, గుడ్డు, వెంట్రుకలు, చేతి గోళ్లలో సల్ఫర్‌ ఉంటుంది.
-శుద్ధి చేసిన కార్బన్‌ను విరంజనకారిగా వినియోగిస్తారు.
-ఆల్కహాల్‌లో కలిసిన అయోడిన్‌ (టింక్చర్‌ అయోడిన్‌)ను వైద్య అవసరాలకు ఉపయోగిస్తారు.

లోహ సంగ్రహణ శాస్త్రం

– ప్రకృతిలో లభించే ధాతువుల నుంచి లోహాలను సంగ్రహించే వివిధ పద్ధతులను వివరించే శాసా్త్రన్ని లోహశాస్త్రం అంటారు.
-కంచు అనేది రాగి, తగరాల మిశ్రమ లోహం.
-ప్రస్తుతం లభ్యమవుతున్న మూలకాల్లో 75 శాతం కంటే ఎక్కువ మూలకాలు లోహాలే.
-చర్యాశీలత తక్కువ కలిగిన బంగారం, వెండి, రాగి వంటి లోహాలు ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభిస్తాయి.
-ప్రకృతిలో లభించే లోహ మూలకాలు లేదా సమ్మేళనాలను లోహ ఖనిజాలు అంటారు.
-లోహం పొందడానికి అత్యంత అనుకూలమైన ఖనిజాలను ధాతువులు అంటారు.
-భూ పటలంలో అసాధారణ లోహం అల్యూమినియం.
– అన్ని ధాతువులు లోహాలు.
– బాక్సైట్‌లో 50-70 శాతం
అల్యూమినియం ఆక్సైడ్‌ ఉంటుంది.
-K, Na, Ca, Mg, Alల చర్యాశీలత అధికం. ఇవి స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభించవు.
– Zn, Fe, Pb మొదలైన లోహాల చర్యాశీలత మధ్యస్థంగా ఉంటుంది. ఇవి వాటి సల్ఫైడ్‌, ఆక్సైడ్‌, కార్బొనేట్‌ల రూపంలో
భూపటలంపై లభిస్తాయి.
– బంగారం, వెండి వంటివి తక్కువ చర్యాశీలతను కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి ఇవి
ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభిస్తాయి.

– లోహాలను వాటి ధాతువుల నుంచి సంగ్రహించడంలో ముఖ్యంగా మూడు దశలు ఉంటాయి.

1. ముడి ఖనిజ సాంద్రీకరణం
-పాక్షికంగా ఖనిజ మాలిన్యాన్ని ధాతువుల నుంచి వేరు చేసే ప్రక్రియను ధాతు సాంద్రీకరణం అంటారు.
-సాంద్రీకరణ పద్ధతులు వివిధ రకాలుగా ఉంటాయి.
ఎ. చేతితో ఏరివేయడం
బి. నీటితో కడగడం
సి. ప్లవన ప్రక్రియ
డి. అయస్కాంత వేర్పాటు పద్ధతి
– ప్లవన ప్రక్రియను సల్ఫైడ్‌ ధాతువుల నుంచి ఖనిజ మాలిన్యాన్ని వేరు చేయడానికి
ఉపయోగిస్తారు.
– అయస్కాంత వేర్పాటు పద్ధతిలో
విద్యుదయస్కాంతాలు ఉపయోగిస్తారు.

2. ధాతువు నుంచి ముడి లోహ నిష్కర్షణ

– లోహాల చర్యాశీలత ఆధారంగా వాటిని క్షయకరణం చెందిస్తారు.
-లోహాల సంగ్రహణకు అనువైన పద్ధతి వాటి ద్రవరూప సమ్మేళనాలను విద్యుత్‌ విశ్లేషణ చేయడం.
ఉదా: NaCl నుంచి సోడియంను పొందడానికి NaCl జల ద్రావణాన్ని విద్యుత్‌ విశ్లేషణ చేస్తారు.
2Na++2e- 2Na కాథోడ్‌ వద్ద
2Cl- Cl2 + 3e- ఆనోడ్‌ వద్ద
– పై పద్ధతిలో ధాతువు ద్రవీభవన స్థానం తగ్గించడానికి సరైన మలినాలను
కలుపుతారు.
-మధ్య తరహా చర్యాశీలత గల లోహాల సంగ్రహణకు ధాతువులను క్షయకరణం చెందించే ముందు వాటిని ఆక్సైడ్‌లుగా తప్పక మార్చాలి.
-అధిక పరిమాణం గల గాలిలో సల్ఫైడ్‌ ధాతువులను బాగా వేడిచేయడం ద్వారా ఆక్సైడ్‌లుగా మారుతాయి. దీన్ని భర్జనం అంటారు.
ఉదా: 2PbS+3O2 2PbO + 2SO2
-అధిక చర్యాశీలత గల లోహాలతో లోహ సంగ్రహణం చేసేటప్పుడు థర్మైట్‌ చర్యలకు గురిచేస్తారు.
-థర్మైట్‌ ప్రక్రియలో ఆక్సైడ్‌లు, అల్యూమినియం మధ్య చర్య జరుగుతుంది.
8500C
TiCl4+2Mg Ti + 2MgCl2
8500C
TiCl4+4Na Ti + 4NaCl

– ఈ చర్యల్లో అధిక మొత్తంలో ఉష్ణం
విడుదలవుతుంది. ఇవి ఉష్ణమోచక చర్యలు ఏర్పడిన లోహాలు ద్రవస్థితిలో ఉంటాయి.
– అల్యూమినియంతో ఐరన్‌ ఆక్సైడ్‌ చర్య జరిపినప్పుడు ఏర్పడిన ఇనుము ద్రవాన్ని
విరిగిన రైలు కమ్మీలు, పగిలిన యంత్ర
పరికరాలను అతికించడంలో
ఉపయోగిస్తారు. ఈ చర్యనే థర్మైట్‌ చర్య అంటారు.
FeO3+ 2Al
2Fe+Al2O3 + ఉష్ణ శక్తి
-చర్యాశీలత దిగువ శ్రేణిలో ఉన్నవి ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభిస్తాయి. లోహాలను వేడిమి చర్యతో క్షయీకరించడం లేదా
జల ద్రావణాల నుంచి స్థానభ్రంశం
చెందించడం ద్వారా సంగ్రహిస్తారు.

3. లోహ శుద్ధి

-అపరిశుద్ధ లోహం నుంచి శుద్ధ లోహం పొందే ప్రక్రియను లోహ శోధనం లేదా లోహ శుద్ధి అంటారు.
ఇది ప్రధానంగా నాలుగు పద్ధతులు
ఎ. స్వేదనం
– జింక్‌, పాదరసం వంటి అల్ప భాష్పశీల లోహాలు, అధిక భాష్పశీల లోహాలను మలినాలుగా కలిగివుంటే స్వేదనం ద్వారా శుద్ధి చేస్తారు. ద్రవస్థితిలో ఉన్న నిష్కరించబడిన లోహాలను స్వేదనం చేసి శుద్ధ లోహాన్ని పొందుతారు.