10. tétel
A fémek általános jellemzése

A fémek csoportjához tartozik a kémiai elemek nagyobbik része. (A transzurán elemekkel együtt 88.) A fémek a periódusos rendszerben a bór-asztácium vonaltól balra találhatóak, kivéve a hidrogént.

Általános tulajdonságaik:

• jó hővezetők, jó áramvezetők (ennek oka a delokalizált elektronrendszer), valamint egyesek a hangot is jól vezetik;
• jól ötvözhetők, jól megmunkálhatók;
• oxidálódnak, oxidjaik (és hidroxidjaik) bázisok.
• nincs fizikai oldószerük, kémiailag többnyire savakban oldódnak.

Csoportosításuk:

• Aszerint, hogy mivel ötvözzük őket, megkülönböztetünk színes-, nemes-, illetve feketefémeket. Színesfémek a réz és ötvöző anyagai (Sn, Ag, Zn, Pb, Cd stb.). A feketefémek a vas és ötvözőanyagai (Mn, V, Co, Cr, Ni stb.). A nemesfémek egyik csoportjába az arany és az ezüst tartozik (az arany és az ezüst ötvözete az elektrum), a másikba pedig az ún. platinacsoport elemei (a Pt mellett az Os, Ir, Pd, Rh, Ru). A lantanidák vagy más néven ritkaföldfémek a periódusos rendszer 57–70. rendszámú tagjai; geokémiailag hozzájuk számítják a rendszer 39. elemét, az ittriumot is.

• Gyakran beszélünk könnyű-, illetve nehézfémekről is; ezek meghatározása azonban nem egyértelmű: egyesek sűrűségük alapján különítik el őket, mások az alumíniumot és ötvözőfémeit (például Ti) tekintik könnyűfémeknek és a vasnál nagyobb rendszámú elemeket nehézfémeknek.(Sűrűségük szerinti megkülönböztetésnél az 5 g/cm³-nél kisebb sűrűségűek a könnyűfémek, az ennél nagyobb sűrűségűek a nehézfémek) Leggyakoribb könnyűfém az alumínium.

• Megmunkálhatóságuk széles skálán változik: van késsel vágható, de van a gyémánthoz hasonló keménységű is. (Ezt részben a fémrács típusa befolyásolja: a d-mező fémeinél a le nem zárt alsóbb alhéjakon lévő elektronok erős kovalens jellegű kötéseket hozhatnak létre, ezért ezek a fémek többnyire kemények. Ezek a kötések az olvadáspontra és a sűrűségre is hatással vannak)

• Olvadáspontjuk alapján is megkülönböztethetjük őket amely szintén igen nagy mértékben eltérhet, például a higanya közönséges körülmények között cseppfolyós, a volfrám olvadáspontja viszont az atomrácsos anyagokéhoz hasonlóan magas.

Színük:

• Színük általában szürke, felületük csillogó. Ennek oka a delokalizált elektronrendszer, amely könnyen gerjeszthető, és erre a látható fény bármely hullámhosszú sugara képes, így a fémrács minden hullámhosszú fényt elnyel, ugyanakkor minden rávetődő fénysugár egy részét vissza is veri, ezért a fémek szürkék és csillogó felületűek.

Ötvözetek:

• Szilárd oldat típusú ötvözet: az ötvözetet alkotó atomok közel azonos méretűek, ezért az összetevők véletlenszerűen helyezkednek el a kristályrácsban.Például ilyen típusú az arany és az ezüst alkotta helyettesítési ötvözet.

• Rácsközi (intersticiális) ötvözet: az egyik alkotórész atomjai sokkal kisebbek, és ezek elférnek a nagyméretű atomok alkotta kristály rácsközeiben. Pl.: platinában vagy palládiumban oldott hidrogén.

• Vegyülettípusú ötvözetek: homogén, fémek közti vegyületek amelyeknek általában meghatározott összetételük és forráspontjuk van.

• Eutetikus ötvözetek: az alkotórészek meghatározott összetételű elegykristályt alkotnak. Akkor jön létre ha két fém olvadt állapotban oldódik egymásban, azonban szilárd állapotban nem elegyednek egymással, és így egy heterogén rendszer jön létre. Az ötvözet különlegessége, hogy olvadáspontja mindkét komponensénél alacsonyabb. Pl.: forrasztóón

Korrózió:

Korrózió-nak nevezzük elsősorban azokat a kémiai reakciókat, melyek során a fémek felületéről kiinduló és a fémek belseje felé haladó kémiai vagy elektrokémiai változások során az adott fémfelület roncsolódik.
A kémiai reakciók hajtóereje minden esetben a nemesgázszerkezet elérése, így a fémek idővel a levegő oxigénjével és a levegőben található vízpárával reakcióba lépnek és így alacsonyabb energiaszintre kerülnek. A fémek ezekben a folyamatokban oxidációt végeznek, vagyis elektront adnak le. Leggyakoribb ilyen folyamat az acél és a vas oxidációja, vagyis a rozsdásodás.

Alkálifém

Az alkálifémek a periódusos rendszer I-es főcsoportjában, (IUPAC szerinti 1-es csoportjában) található elemek, a hidrogén kivételével (bár bizonyos esetekben a hidrogén is ide sorolható). Az alkálifémek közé a következő elemek tartoznak: lítium (Li), nátrium (Na), kálium (K), rubídium (Rb), cézium (Cs) és a francium (Fr). Az alkálifémek nagyon reakcióképesek, ezért elemi állapotban nem találhatóak meg a természetben.

Az alkálifémek közös tulajdonságai:

• Szürke színűek (a cézium enyhe sárga árnyalattal)
• Puhák, könnyen alakíthatóak
• Sűrűségük kicsi
• Hőt és elektromosságot jól vezetik
• Olvadás és forráspontjuk alacsony
• Elektronegativitásuk a legkisebb
• Nagyon erős redukálószerek
• Halogénekkel ionos sókat képeznek
• Vízzel – heves reakció során – erős bázisokat (alkáli-hidroxidokat) képeznek
• A levegő nedvességtartalmával is reakcióba lépnek, ezért petróleum alatt kell tárolni őket
• A külső elektronhéjukon csak 1 db s elektron található, így ennek leadásával érik el a stabil, zárt elektronszerkezetet, egyszeres pozitív töltésű kationt hozva létre

Extrém magas nyomáson, mint amilyen a Jupiter bolygó magjában uralkodik, a hidrogén is fémes tulajdonságúvá válik, és a többi alkálifémhez hasonlóan viselkedik.

Lángfestés:
Jellegzetes tulajdonságuk a lángfestés, ezt a pirotechnikában használják ki:

• Lítium: bíborvörös
• Nátrium: sárga
• Kálium: fakó ibolya
• Rubídium: fakó vörös
• Cézium: halványkék

Előállítás:
Általában olvadékelektrolízissel, elsősorban kloridból, hidroxidból vagy karbonátból.

Felhasználás:

• Erős redukálószerként
• pirotechnikában, tűzijátékoknál

Fontosabb vegyületeik:

• NaOH (nátrium-hidroxid)
  A nátrium-hidroxid, marólúg, marónátron vagy lúgkő egy fémes bázis. Vízben oldva erősen lúgos oldatot képez. A 18. század előtt ez volt a legelterjedtebb lúg. Először 1736-ban, egy francia tudós, Duhamel du Monceau nevezte nátrium-hidroxidnak. A vegyiparban erős bázikus tulajdonsága miatt széleskörűen felhasználják, főleg a textil- és papíriparban, a szappanok és mosószerek gyártásában. 1998-ban a világtermelés kb. 45 millió tonna volt. A nátrium-hidroxidot a gyakran használják vegyi laboratóriumokban és a száraztisztításban.A VIII. Magyar Gyógyszerkönyvben Natrii hydroxidum néven hivatalos.
  A tiszta nátrium-hidroxid számos formában kapható, például granulátum, pellet, vagy oldott formában. A levegőben található nedvességen kívül a szén-dioxidot is elnyeli, ezért légmentes tartályokban kell tárolni. Vízben rendkívül oldékony, valamint a folyamat erősen exoterm. Etanolban, és metanolban is oldható, bár ezekben kevésbé oldódik, mint rokon vegyülete, a kálium-hidroxid. Apoláris oldószerekben (például benzolban) nem oldható. A nátrium-hidroxid sárga bevonatot hagy a fa- és papírfelületeken.
  
  
• NaCl (nátrium-klorid)
  A nátrium-klorid - só, kősó, konyhasó, tengeri só, az egyik legismertebb só, a konyhasó legfontosabb összetevője. Színtelen, szagtalan, kristályos vegyület, íze a legerősebben tisztán sós az ismert anyagok közül. Ionrácsos anyag, szilárd állapotban lapon középpontos kockarácsot alkot. Vízben jól oldódik, nagymértékben disszociál összetevőire pozitív töltésű nátrium- (Na⁺) és negatív töltésű klorid (Cl⁻) ionokra. Vizes oldata semleges kémhatású. Alkoholban oldhatatlan. Vizes oldata és olvadéka az elektromos áramot vezeti. A tiszta nátrium-klorid nem higroszkópos, de ha szennyezést (például magnéziumsót) tartalmaz, nedvszívóvá, tapadóssá válik.
  Kristályai kocka alakúak. A kősó ásványtani neve halit. A kősó kitűnően hasad a kocka lapjai mentén, nagyobb kősódarabok ütés hatására kocka alakú lapokra törnek szét.
  
  
• NaOCl - nátrium-hipoklorit (vizes oldata a hypo)
  
  
• KCl - kálium-klorid
  A kálium-klorid egy fém-halogenid, melyet a kálium és a klór alkot. Tiszta állapotban szagtalan, fehér színű, vagy színtelen kristályokat alkot. Az élelmiszeriparban, a gyógyszeriparban és a vegyiparban széles körben alkalmazzák. A természetben megtalálható ásvány a szilvin, nátrium-kloriddal keverve pedig szilvinitet alkot.
  
  
• Na₂CO₃ - nátrium-karbonát (kristályszóda)
  Fehér színű por, vagy színtelen kristály, vízben nagyon könnyen oldódik. Mivel hidrolizál, vizes oldata lúgos kémhatású. Vizes oldatából 10 molekula kristályvízzel kristályosodik ki. Savak hatására felbomlik és a megfelelő nátrium-sókká alakul.
  
  
• NaHCO₃ - nátrium-hidrogén-karbonát (szódabikarbóna)
  A nátrium-hidrogénkarbonát (nátrium-bikarbóna, régiesen kettedszénsavas szikeny vagy köznapi nevén szódabikarbóna) enyhén lúgos, vízben jól oldódó só. Bikarbonát-ionból (HCO₃^-), és nátrium-ionból (Na⁺) áll. A savakat semlegesíti, és közben szén-dioxid szabadul fel. A szódagyártás és más vegyipari folyamatok mellékterméke. A környezetre ártalmatlan, sokoldalúan használható.

Alkáliföldfém

Az alkáliföldfémek a periódusos rendszer II-es főcsoportjában, (IUPAC szerinti 2-es csoportjában) található elemek. A berillium (Be), magnézium (Mg), kalcium (Ca), stroncium (Sr), bárium (Ba) és a rádium (Ra) tartozik ebbe a csoportba.

Az alkáliföldfémek közös tulajdonságai:

• szürke színűek
• „föld” → régi elnevezés, vízben rosszul oldódó nemfémes anyagokra használták (először csak az oxidok voltak ismertek)
• viszonylag puhák, de az alkálifémeknél keményebbek, keménységük a periódusos rendszerben lefelé csökken
• kis sűrűségűek
• az elektromos áramot jól vezetik
• reakcióképességük az oszlopban lefelé haladva nő
• halogénekkel ionos sókat képeznek (kivéve a berilliumot, melynek halogenidjei kovalens tulajdonságúak)
• kénnel, hidrogénnel (a berillium kivételével) és nitrogénnel is közvetlenül reakcióba lépnek
• levegőn történő égetésükkor az oxidok mellett nitridek is képződnek
• vízzel (nem annyira heves reakció során, mint az alkálifémek) erős bázisokat (alkáli-hidroxidokat) képeznek (itt is kivétel a berillium, mely a vízzel sem, és a gőzzel sem lép reakcióba, a magnézium csak a vízgőzzel, a kalcium pedig csak meleg vízzel lép reakcióba)
• nagyon negatív standardpotenciál
• gyorsan oxidálódnak (levegőn egyedül a magnézium állandó - védő oxidrétege miatt)
• külső elektronhéjukon 2 db s elektron található, ezek leadásával érik el a stabil, zárt elektronszerkezetet, kétszeres pozitív töltésű kationokat hozva létre. Ezek az elektronok azonban már egy teljesen feltöltött s pályáról kell, hogy távozzanak, másrészt az első elektron távozása után a második leszakításához már jóval nagyobb energia kell, ezért ezek az elemek már kevésbé reakcióképesek az alkálifémekhez képest
• szerkezetük: fémrács, a Be és a Mg hexagonális rácsot, a Ca és a Sr lapon középpontos kockarácsot, a Ba és a Ra térben középpontos kockarácsot alkot

A magnézium kevésbé reakcióképes, mivel felületén – a levegő oxigénjével érintkezve – összefüggő oxidréteg alakul ki, mely megóvja a további oxidációtól. Az alkáliföldfémek közül külön kell említeni a berilliumot, mely a csoport többi elemétől erősen eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokat mutat. Rideg, kemény fém, kevésbé reakcióképes, mint a csoport többi eleme. A másik érdekes elem a rádium, mely radioaktív tulajdonságokkal rendelkezik.

Fontosabb vegyületeik:

• MgO (keserűföld, égetett magnézia): tűzálló, ionos vegyület
• MgCO₃·CaCO₃ (dolomit)
• CaCO₃ (mészkő, márvány, kréta...): hevítésével égetett meszet hozunk létre

égetett mész + víz → mészhidrát (exoterm reakció, mészoltás) mészhidrát + víz → mészpép + víz → mésztej (meszelésnél használják) + víz, majd ülepítés → meszes víz (szén-dioxid kimutatására)

• CaSO₄·2 H₂O (gipsz, Mária üveg)
• CaSO₄·1/2 H₂O (bolti gipsz, feles gipsz):

vízzel keverve sűrű szuszpenzió, mely vízben nem oldódik jól felveszi a kristályvizét → térfogatnövekedés ha túlhevítjük, összes kristályvizét elveszíti → anhidrit

• Ca₃(PO₄)₂ : foszforműtrágyák, foszforgyártás
• Ca(NO₃)₂ : mész- vagy norvégsalétrom
• CaCl₂ : nagyon jó vízfelvevő tulajdonság → kiizzítva szárítószerként használható (CaCl₂·6 H₂O)

Lángfestés:

• Kalcium: téglavörös
• Stroncium: bíborvörös
• Bárium: fakózöld
• Rádium: kárminvörös
• Be, Mg: -

Alumínium (Al)

Az alumínium (nyelvújításkori magyar nevén timany) a periódusos rendszer III. főcsoportjába tartozó könnyűfém. Rendszáma 13, vegyjele Al. Ezüstös színű, levegő hatására a felszínén pillanatok alatt oxidréteg alakul ki, amely megvédi a további oxidációtól. Nem színezi a lángot. Az alumíniumot és az ötvözeteit az iparban nagy mennyiségben alkalmazzák a kis sűrűségük és a kedvező mechanikai sajátságaik miatt.

Jellemzői:
Az alumínium puha, vágható, ezüstfehér, porrá törve szürke könnyűfém. A levegő oxigénjével gyorsan reagál, és a felületét védő alumínium-oxid (Al₂O₃) miatt passzív: a tömény savak nem támadják meg. Amfoter jellegű, ebből következik, hogy lúgok és híg savak oldják aluminátok, illetve alumínium-sók képződése közben. Ha eltávolítjuk az oxidréteget, reagál vízzel; ekkor alumínium-hidroxid (Al(OH)₃) keletkezik és hidrogéngáz szabadul föl. Az alumíniumtermékeken a védő oxidréteget mesterségesen vastagítják (eloxálás). Az alumíniumedényeket nem jó súrolni, mert a védőréteg nélkül az alumínium reakcióba lép a levegő oxigénjével és víztartalmával.

Fizikai tulajdonságai:

• sűrűsége: 2700 kg/m³,
• olvadáspontja: 660 °C.

Kristályrácsa lapközepes köbös. Nem mágnesezhető. Szakítószilárdsága kicsi. Rosszul önthető.

Előfordulása:
Az alumínium az oxigén és a szilícium után a földkéreg harmadik leggyakoribb eleme. Nagy kémiai reakcióképessége miatt elemi állapotában nem fordul elő. Fontos összetevője az agyagásványoknak, a bauxitnak, a csillámoknak és számos kőzetalkotó ásványnak, az úgynevezett alumínium-szilikátoknak.

Előállítása:
Régebben alumínium-klorid nátriumos redukciójával, a Wöhler-eljárással állították elő:

Ma az alumíniumgyártás nyersanyaga a bauxit. A bauxitot először a Bayer-eljárással timfölddé alakítják, tehát az alumínium-oxidot nagy hőmérsékleten, NaOH oldattal oldják ki. A keletkezett aluminátlúgot ülepítéssel és szűréssel szétválasztják a fel nem oldott nagy vastartalmú maradéktól, a vörösiszaptól. Az oldatból hígítással és hűtéssel választják ki az alumínium-hidroxidot. Ezt szűrik, majd csőkemencében víztelenítik (kalcinálják), aminek eredményeként alumínium-oxid képződik. Ezután a Hall-Héroult eljárással a timföldhöz kriolitot kevernek, hogy csökkentsék olvadáspontját, majd hevítik és elektrolízissel alumíniummá redukálják:

Negatív elektródként grafittal, vagy tiszta szénnel bélelt acél kádakat használnak, és az olvadékba fölülről merítik a pozitív pólust, ami szintén szén vagy grafit. Az a pozitív elektródon fejlődő oxigén szén-dioxiddá és (mérgező) szén-monoxiddá oxidálja a szén- vagy grafitelektródot, amit ezért időnként cserélni vagy pótolni kell. Az alumínium a kád alján gyűlik össze.

Felhasználása :

• ötvözetek formájában repülők, autók gyártására
• csomagolóanyagként (alufólia, üdítős dobozok)
• por alakban
• redukálószerként fémek előállítására
• fedőfestékként megfelelő kötőanyaghoz keverve (metál festékek)
• elektromos huzalok gyártása
• szerkezeti elemek gyártása (állványok stb…)
• fémek előállítása (aluminotermia)
• vegyiparban az ellenállóság kihasználása (pl.: tömény salétromsav tárolása)
• timsó
• Útjelző táblák

Vas (Fe)

A vas fémes tulajdonságú kémiai elem, rendszáma a periódusos rendszerben 26, atomtömege 55,845 g/mol. A vegyjele Fe, ami a latin ferrum szóból ered. Elemi állapotban szürkésfehér, szívós, jól alakítható fém. A földkéreg 4,8% vasat tartalmaz különböző vegyületek alakjában, elemi vas a természetben nem található (eltekintve a meteoritvastól). Az elemek közül ennél több csak oxigénből, szilíciumból és alumíniumból van. A vas ipari fontosságú elem. Érceiből redukálással állítják elő. Először a nyersvasgyártási eljárással nyersvasat, öntészeti célra öntöttvasat, az acélgyártás műveleteivel acélt állítanak elő.

Reakciói:

• Elemekkel:
• Oxigénnel:
• Halogénekkel (Cl, Br, I) is Fe³⁺ ionná oxidálódva pl. FeCl₃ vagy FeBr₃ halogenideket alkot, jóddal +2-ig oxidálódik (az FeI₃ instabil, mg-os mennyiségben előállítható fekete anyag).
• Kénnel (S) csak Fe²⁺(ferro-) ionná oxidálódik mert a kén nem annyira oxidatív.
• Vízzel nem reagál, ha az oxigénmentes, desztillált víz, de ha a vízben van oldott oxigén, akkor rozsda (FeO(OH) vagy Fe(OH)₃·Fe₂O₃) keletkezik.
• Savakkal:
• A híg szervetlen savak (HCl, HNO₃…) mind reagálnak vele, kénsavval és sósavval csak +2-ig oxidálódik, de így nem stabil, lassan (hetek, hónapok alatt) alakul át Fe³⁺ (ferri-) vegyületekké.
• A tömény szervetlen savak passziválják, védőréteg alakul ki a felszínén, ami megakadályozza a további reakciót (a HCl csak vízmentesen passziválja), ezért a tömény savakat vastartályban lehet szállítani.
• Lúgokkal nem reagál, nem amfoter fém.
• A pozitívabb standard elektródpotenciálú fémeket redukálni tudja, sóikban a helyüket átveszi.

A vas levegőn csak magas hőmérsékleten (1250 K) oxidálódik. Ekkor vas(II)-vas(III)-oxid, Fe₃O₄ keletkezik. A száraz klórgáz és a cseppfolyós klór közönséges körülmények között a vasat nem támadja meg, ezért hozható a klór vaspalackokban forgalomba. Viszont víznyomok jelenlétében a vas már szobahőmérsékleten is reagál a klórral. A jód 100 °C-on reagál a vassal. Ekkor a vas vas(II)-jodiddá (FeI₂) oxidálódik. Hevítés hatására kénnel és foszforral is reakcióba lép, nitrogénnel azonban magas hőmérsékleten sem reagál.

Kémiai tulajdonságai:

A Fe²⁺ ion-vegyületek zöld színűek, az aniontól függően, de ezek a sók nem stabilak, levegőn átalakulnak sárga színű Fe³⁺ vegyületekké. A kettős szulfátok stabilabbak – például a Mohr-só, ennek képlete Fe(NH₄)₂(SO₄)₂ –, de levegőn lassan ezek is oxidálódnak. A vas(III)-oxalát ellenben fény hatására vas(II)-oxaláttá alakul (Fe₂(C₂O₄)₃ → 2 Fe(COO)₂+2 CO₂).

A Fe²⁺ iont tartalmazó vas(II)-vegyületek redukáló tulajdonságúak (legerősebben lúgos közegben), könnyen oxidálódnak stabilabb vas(III)-vegyületekké. Bár a vas oxidációs száma vegyületeiben leggyakrabban +2 vagy +3, egyes vegyületeiben (a ferrátokban) a vas oxidációs száma +6 is lehet.

Reakcióképessége miatt kísérő elemeitől nehezen, hosszadalmas laboratóriumi műveletekkel is csak részben sikerül megtisztítani. A színvasnak minősíthető fém is csak mintegy 99,998% Fe-t tartalmaz; ezt főleg kísérleti célokra használják. Ipari célra – amennyiben tiszta vasra van szükség – nem ennyire tiszta, hanem gazdaságosabban előállítható vasfajtákat használnak, például az elektrolitvasat, vagy a túloxidálással készült Armco-vasat.

Fizikai tulajdonságai:

A vas 1538 °C-on olvad. Az olvadt vas hűlés közben ugyanezen a hőmérsékleten szabályos rendszerbeli, térben középpontos kockarácsú (vagy tércentrált) kristályokká dermed; a kockarács élei 0,293 nm hosszúak. További hűlés során a kristályszerkezet megváltozik az A₄ = 1394 °C hőmérsékleten: felületen középpontos (lapcentrált) rácsúak lesznek, a rácselem élei 0,368 nm-re változnak. Miközben az acél tovább hűl, A₃ = 912 °C hőmérsékleten a kristályok ismét térben középpontos kockarácsúak lesznek, a rácselem mérete 0,290 nm. Ezután több átalakulásra már nem kerül sor; szobahőmérsékleten a vas szintén tércentrált kockarácsú, csupán az élei rövidülnek meg 0,286 nm-re a zsugorodás miatt.

A vasnak tehát három kristályos módosulata van: 1538 és 1394 °C között a δ-vas, 1394 és 912 °C között a γ-vas, 912 °C-nál kisebb hőmérsékleten pedig az α-vas állandó. Látható, hogy az α(δ)- és az α-vas azonos rácsszerkezetű, csupán a rácselemük méretében különböznek egymástól, ami pedig a hőtágulással magyarázható (ebből adódik jelzésük egyezősége is). Régebben megkülönböztették a β-vasat is, de ez csak a mágnesezhetőség határát (770 °C) jelölte, nem külön módosulat. Fontos megjegyezni, hogy a vas módosulatainak a sűrűsége (fajtérfogata) különböző. Ennek az az oka, hogy az α-vas kockarácsában a vasatomok nem olyan szorosan helyezkednek el, mint a γ-vaséban.

A vas legfontosabb ötvözete az acél, ami ötvözőként szenet és más ötvözőelemeket tartalmaz. Az ötvözők, de a szándék nélkül vasba került többi elem hatására is, az acél keményebbé, szilárdabbá – bizonyos határon túl pedig akár rideggé is – válik.
A vas az elektromosságot és a hőt közepesen vezeti, és mágnesezhető. A vason kívül csak két másik fémes elem, a kobalt és a nikkel mágnesezhető.

Előállítás:

A vasgyártás alapanyaga a vasérc és különböző segédanyagok (szén-koksz, salakképző anyag és levegő). A folyamat a nagyolvasztóban történik, ahol felülről adagolják a vasércet, a kokszot és salakképző anyagként mészkövet. A befúvott levegő a szénnel (koksz) reakcióba lép és szén-dioxid, majd szén-monoxid képződik. A keletkező szén-monoxid, illetve a szén a vasérccel reagálva elemi vasat és valamilyen szén-oxidot eredményez. A keletkező olvadt vas az ún. nyersvas, amely széntartalma (1,6-4%) miatt rideg, törékeny anyag. Az emlíett tulajdonságai miatt a nyersvas nem sok mindenre használható, ezért acélt gyártanak belőle. Az acélgyártás során a nyersvas széntartalmát 1,7 % alá csökkentik, valamint különböző ötvöző anyagokat adagolnak hozzá. A keletkező acél (az ötvözőelemektől függően) kemény, szívós, jól megmunkálható, korrózió- és saválló.

A befúvott levegő elégeti a szenet:
C + O₂ = CO₂

Magas hőmérsékleten az izzó szén reakcióba lép a szén-dioxiddal
CO₂ + C = 2CO
A vasércet az izzó szén és a szén-monoxid redukálja ("oxigén elvonás")
Fe₂O₃ + 3C = 2Fe + 3CO
Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂