» K. O Postojnska jama: stebri, stalagmiti, stalaktiti in siga. Kemija in mineralogija za IV. razred gimnazij in realnih gimnazij. Spisal dr. Vladimir Herle c. kr. gimn. profesor v Kranju. 87 slik, 2 fototipični prilogi, 1 zemljevid. Cena broširani knjigi K 1-80, v platno vezani K 2-20. 1911 . Založilo „Društvo slovenskih profesorjev* 1 v Ljubljani. Natisnila Katoliška Tiskarna. Pregled in razvrstitev vsebine I. Osnovni nauki iz kemije. Stran Fizikalni in kemični pojavi . . 1 Fizikalne lastnosti nekaterih te¬ les; deljivost teles; zmesi, ke¬ mični procesi.2 Kemično spajanje, sinteza . . 5 Zrak.7 Kemični razkroj, analiza ... 8 Elementi.9 Elektroliza vode.10 Sinteza vode.11 Molekule, atomi.11 Osnovni zakoni kemije .... 12 Avogadrova hipoteza .... 12 Atomska in molekularna teža . 13 Razdelitev elementov .... 13 Kemični obrazci in enačbe . . 15 Kemična afiniteta.16 Valenca elementov.16 II. Anorganska kemija in mineralogija. A. Nekovin e. Kisik.17 Vodik.20 Dušik.23 Žveplo.26 Klor.27 Brom.28 Jod.28 Fluor.29 Fosfor.29 Silicij.31 Bor.35 Ogljik.35 B. Kovine. I. Lahke kovine. a) Alkalijeve kovine: stran Kalij.45 Natrij.47 b) Alkalijeve glinične kovine: Kalcij.49 Magnezij.57 Barij.59 c) Glinične kovine: Aluminij.60 II. Težke kovine. Kositer ali cin.70 Cinek.72 Železo.72 Mangan.77 Nikel.78 Svinec.78 Baker.79 Živo srebro.81 Srebro.84 Zlato.85 Platina.86 Pregled važnejših rudnin ... 87 III. Organska kemija ali kemija ogljikovih spojin . . 89 I. Ogljikovodiki.89 II. Ogljikovi hidrati.95 III. Cianove spojine.97 IV. Benzolovi derivati (izvodki) 98 V. Nekatere druge organske spojine.99 VI. Beljakovine.100 IV. Terminologični slovarček in kazalo .... 103 I Osnovni nauki iz kemije. Fizikalni in kemični pojavi. Vse stvari, ki nas obdajajo, vsa telesa, ki se nahajajo na naši zemlji in ki jih zaznavamo, tvorijo celokupnost, katero imenujemo prirodo. Z njenimi predmeti se pečajo prirodo¬ slovne vede, kakoršne so n. pr. veda o živalstvu (zoologija) in rastlinstvu (botanika), ki se bavita z živimi bitji, z orga¬ nizmi, z živalmi in rastlinami, dočim so predmet rudninoslovja (mineralogije 1 ) neživa, anorganska 2 telesa, ki sestavljajo kameneno zemeljsko skorjo (rudnine, minerali). To, kar izpolnjuje prostor, imenujemo tvarino, snov ali materijo. Vsako telo torej, ki zavzema določen prostor, sestoji iz gotove množine tvarine; način, kako so deli tvarine med seboj zvezani, določa skup no st (agregacijsko 3 stanje) dotičnega telesa, ki je ali plinasto ali kapljivo tekoče ali pa trdno. Izmed plinastih teles je na zemlji najbolj raz¬ širjen zrak, izmed kapljivo tekočih pa voda, zgornje plasti naše zemlje pa so sestavljene pretežno iz trdnih teles. Na vseh telesih opazujemo različne izpremembe, katere imenujemo pojave. Pojavi so dvojni: ali se izpremeni stanje telesa, ne pa njegova snov, n. pr. če zmrzne voda v led, oziroma se izpremeni v pare, ali pa se izpremeni tvarina telesa sama, n. pr. kos že¬ leza se v vlažnem zraku izpremeni v rjo. Pojave prve vrste imenujemo fizikalne pojave; z njimi se bavi fizika . 4 1 Lat. minerale = rudnina. 2 Gr. organon = orodje. 3 Lat. aggregare = pridružiti. 4 Gr. physis = narava. Dr. Herle, Kemija in mineralogija. 2 Pojave druge vrste pa, pri katerih se izpremeni tvarina sama, imenujemo kemične pojave; pojasnjuje nam jih ke¬ mija 1 , t. j. veda o tvarinah, iz katerih je sestavljen svet. Fizikalne lastnosti nekaterih teles; deljivost teles; zmesi, kemični procesi. Kamena (kuhinjska) sol je rudnina, ki se nahaja na zemlji v veliki množini, bodisi raztopljena v morju, bodisi trdna v rudokopih. Ako je čista, je prozorna in brez barve; vsled tujih primesi pa je velikokrat obarvana in pro¬ sojna ali celo neprozorna. Vsekdar pa je prah, ki ga dobimo, če naredimo na njej razo (n. pr. s konico iz železa), belkast. Sol, nahajajoča se v rudnikih, ima mnogo¬ krat obliko pravilnih kock (slika 1.), ki jih, kakor vsa od pravilnih ploskev omejena v naravi se nahajajoča telesa, imenujemo kristale 2 3 * * ali ledce. Pravimo, da sol kristalizira v kockah. Vzporedno s koc- kinimi ploskvami se rada kolje v manjše kose, v razkolke. Od lomnih ploskev odbijajoči se svetlobni žarki povzročujejo po¬ seben sijaj, ki je sličen onemu, ki ga opazujemo na steklu (stekleni sijaj). Navadno so grude kamene soli kristalaste, t. j. sestav¬ ljene iz mnogih drobnih, nepopolno razvitih kristalov. Taka sol je zrnatega zloga in jo imenujemo gručavo. Njena trdota, t. j. sila, s katero se upira kaki trdi osti, n. pr. noževi klini, je majhna; pravimo, primerjaje njeno trdoto s trdoto drugih rudnin, da ima drugo trdotno stopinjo. 8 Kocka iz kamene soli, koje rob meri 1 cm, tehta 2T g\ to je njena specifična teža. Število 2T nam izraža tudi gostoto kamene soli napram vodi, t. j. pove nam, kolikokrat je določena prostornina kamene soli težja od istoprostorninskega dela vode. 1 Beseda kemija je najbrž staroegipčanskega izvora. 2 Gr. krystallos = led. 3 Trdotno lestvico tvorijo sledeče rudnine: 1. lojevec, 2. kamena sol, 3. apnenec, 4. fluorit, 5. apatit, 6. ortoklas, 7. kremenjak, 8. topaz, 9. korund, 10. diamant. Vsaka naslednja rudnina je trša od prejšnje. 3 Kamena sol je v vodi raztopljiva. Tako vodo in sploh vsako kapljevino, v kateri je kako trdno telo raztopljeno, ime¬ nujemo raztopino. V gotovi množini kake kapljevine pa se more pri določeni temperaturi raztopiti le gotova množina kakega trdnega telesa, in sicer pri višji temperaturi navadno več, nego pri nižji. Pri 20° C se raztopi v 100 g-vode 35 - 5g- kamene soli, pri 100° C nekoliko več, namreč 39 g. Vsako kapljevino, ki je sprejela vase kolikor največ raz¬ topljenega telesa, imenujemo nasičeno raztopino. Žveplo. Čisto žveplo je rumene barve in tolščenega sijaja ter kristalizira v prozornih, bliščečih kristalih, ki imajo obliko dvojnih piramid z odbitim vrhom in kojih osnovna ploskev je romb (slika 2.), zato imenujemo take kristale rombične. Navadno je žveplo gručavo. Trdo je pri¬ bližno kakor kamena sol, sp. t. 1 —2 g. Lomi se školjkasto in je krhko ter poka, ako je v roki segrevamo. Pri nizki temperaturi je ne¬ koliko bledejše barve nego pri navadni; je slab prevodnik toplote ter postane vsled drg¬ njenja električno. V vodi se ne topi, kakor kamena sol, pač pa v nekaterih drugih teko¬ činah. Tali se pri 114° C v lahko tekočo kapljevino, ki pa se pri nadaljnjem razgre- Slika 2. vanju (pri 250° C) tako zgosti, da ne izteče iz posode; zavre pri 448° C, izpreminjajoč se v rjavkaste pare, ki se na bolj ohlajenih stenah posode zopet zgoste v trdno žveplo; ta pojav imenujemo pr ehlapanj e ali sub limacij o. 2 Če vlijemo močno segreto žveplo v vodo, se izpremeni za nekaj časa v mehko tvarino, ki se da gnesti; to žveplo je brezliko ali a m o r f n o 3 žveplo. železo, ki je dobivamo iz raznih „železnih“ rud, je kovina svetlosive barve in kovinskega sijaja. Razbeljeno se da kovati in variti, tali se pa šele pri zelo visoki temperaturi. Njegova trdota je mnogo večja nego žveplova; sp. t. = 7-8 g. 1 sp. t. = specifična teža. 2 Lat. sublimis = visok. 3 Gr. morphe = lik. r 4 Magnetno iglo privlačuje in postane tudi samo magnetno. Na vlažnem zraku se izpremeni v rjo. Teniti se da v tenke listke, ki so popolnoma neprozorni. Živo srebro je edina pri navadni temperaturi tekoča kovina. Barve je srebrnobele in lepega kovinskega sijaja, ki se na zraku ne izpremeni. Njegova sp. t. je jako velika, 13-59 g. Strdi se šele pri —40° C, zavre pa pri 358 0 C, nekoliko pa izhlapeva že pri navadni temperaturi, njegovi hlapi so strupeni. Primerjaj lastnosti navedenih teles! Deljivost teles. Z raznimi mehaničnimi 1 sredstvi lahko zmeljemo sol ali žveplo v droben prah, od železa odpilimo drobne opilke itd. Kapljica rdeče tinte, ki jo denem v posodo polno vode, se razdeli po vsej vodi in jo pordeči. Če vržem košček joda 2 (jod je tvarina, ki se dobiva iz morskih rastlin v obliki temnih, a sijajnih kristalnih ploščic in izhlapeva že pri navadni temperaturi) v steklenico in ga malo segrejem, se izpremeni v plin vijoličaste barve, t. j. razdeli se v nebroj majhnih delov, ki se razprše po posodi. Vsa telesa so mehanično deljiva, vsa imajo svojstvo deljivosti. Zmesi. Raztopina, ki jo dobimo, kadar raztopimo v vodi nekaj kamene soli, je enakomerna (homogena 3 ) zmes soli in vode. Ko voda izhlapeva, manjša se obenem tudi prostor, v katerem se nahajajo nevidno majhni deli kamene soli; ti se bolj in bolj približujejo drug drugemu ter se začno nazadnje združevati v skupine, ki so v začetku tudi nevidno majhne, a postajajo vedno večje in imajo, ako se je vršilo izhlapevanje počasi in je posoda stala mirno, obliko pravilnih kock. Tudi nekatere kapljevine tvorijo zmesi med seboj, voda in alkohol n. pr. se mešata v poljubni meri. Ako vlijemo v precej dolgo cev do polovice vode, na vodo pa barvanega alkohola do vrha ter obrnemo zamašeno cev narobe, se kapljevini zmešata; pri tem zapazimo, da se je prostornina zmesi zmanjšala. S kapljevinami se mešajo tudi plinasta telesa; v vodi, n. pr. se nahaja vedno nekaj zraka, ki ga opazimo v obliki mehurčkov, ako vodo nekoliko segrejemo. Ta pojav imenu- 1 Gr. mechane = orodje, stroj. 2 Gr. ioeides = vijoličast. 3 Gr. homds = enak; gr. gen (gignomai) = postati. 5 jemo vpo-jnost, vsrkavanje ali absorpcijo. 1 — Če zme¬ šamo žveplen prah z železnimi opilki, dobimo mehanično zmes. Z magnetom še vedno lahko ločimo železo od žvepla; če vržem zmes v kozarec vode, padejo železni opilki vsled večje specifične teže na dno in se ločijo od žvepla. Pod mikroskopom 2 se jasno vidi, kateri drobci so iz žvepla, kateri pa iz železa. V tej zmesi ima vsak najmanjši košček žvepla in železa vse one fizikalne lastnosti, ki smo jih že omenili o teh dveh tvarinah. Kemično spajanje, sinteza . 3 Žveplo in železo zmešajmo sedaj tako, da pride na 32 utežnih delov žvepla 56 utežnih delov železa (n. pr. 4 g žvepla na 7 g- železa). Če to zmes v epruveti segrejemo, se pojavi na najbolj segretem mestu žarenje, ki se razširi samoodsebe po vsej zmesi, četudi od¬ stranimo plamen. Ako zdrobimo ohlajeno snov v prah in jo preiščemo, vidimo, da se je vsled učinkovanja toplote na¬ redila iz žvepla in železa čisto nova tvarina, ki ima vse druge lastnosti nego jih imata žveplo in železo zase; imenuje se železov sulfid 4 5 . Barve je črne, pod mikroskopom ne mo¬ remo več razločevati žvepla od železa in tudi magnet nima do te tvarine nobene privlačne sile več; nad plamenom segret prah ne zažari, kakor prah iz železa, in tudi ne gori, kakor prah iz žvepla. Toplota je povzročila kemično preosnovo (proces r j, vsled česar sta se kemično spojila (združila) železo in žveplo v novo tvarino, v železov sulfid, in sta izgubila sicer svoja prejšnja svojstva, nista pa izgubila na svoji teži, kajti ta nova spojina tehta, ako smo vzeli 4 g žvepla in 7 g- železa, natančno 11 g - . Kemične preosnove (procese) te vrste imenuj emo kemično spajanje ali sintezo, in vsako tvarino, ki je nastala vsled kemične spojitve dveh ali več različnih snovi, imenujemo ke¬ mično spojino. Železov sulfid je torej spojina, kajti: 1 Lat. absorbere = vsrkavati. 2 Gr. mikros = majhen; gr. skopein = gledati. 3 Gr. synthesis = sestava. 4 Lat. sulpur = žveplo. 5 Lat. procedere = naprej iti. 6 Žveplo (4 g) -j- železo (7 g) — železov sulfid (11 g). Ko sta se kemično spajala železo in žveplo, se je razvijala toplota: kemične preosnove spremljajo namreč toplotni pojavi. Velike važnosti za razumevanje kemičnih preosnov je sledeče dejstvo: Ako vzamemo 8g železa in jih segrejemo s 4 g žvepla, dobimo ravnotako lig železnega sulfida; 1 g železa se ne veže in ga lahko ločimo z magnetom od spojine. Isto opazimo, ako segrejemo s 7g železa več kakor 4g žvepla, železov sulfid tehta 11 g. Žveplo in železo se spajata v stalnem utežnem razmerju 32 : 56 ali 4 : 7. Sličen pojav opazimo, če segrejemo žveplo z živim srebrom, in sicer napravimo zmes tako, da pride na 32 utežnih delov žvepla 200 utežnih delov živega srebra (n. pr. 4 g žvepla -j- 25 g živega srebra). Če to zmes v epruveti segrejemo, se spojita žveplo in živo srebro v črni cinober, ki se razlikuje že po barvi sami od svojih sestavin. Žveplo (4 g ) živo srebro (25 g) = črni cinober (29 g). Tudi ti dve tvarini se spajata vedno le v utežnem razmerju 32 : 200; ko¬ likor je ene izmed obeh preveč, toliko je tudi ostane ne- spojene. V porcelanasti posodici stehtaj kapljico živega srebra in ji nato prideni toliko joda, da je njegova teža proti teži kap¬ ljice v razmerju 127 : 200. Ako priliješ nekoliko vinskega cveta, v katerem se jod raztopi, ter mešaš to zmes z batičem, se spoji vse živo srebro z jodom v spojino zelene barve, ki jo imenujemo merkuroj odid. 1 Živo srebro (200 g) -(- jod (127 g) = merkurojodid (327 g). Ako ponoviš ta poizkus, k nastalemu merkurojodidu pa nato še prideneš ravnotoliko joda, kolikor si ga bil porabil za merkurojodid, se spoji tudi ves ta jod z živim srebrom, in sicer v spojino škrlatnordeče barve, ki jo imenujemo m er kuri j odi d. Ta ima vsa druga svojstva nego prejšnja spojina. Ako jo n. pr. zadostno segrejemo, ko je izhlapel ves vinski cvet, se izpremeni njena rdeča barva v rumeno, ko pa se ohladi, postane zopet rdeča. Tu imamo novo dejstvo pred očmi: da se združi ena in ista tvarina (živo srebro) s kako drugo tvarino (z jodom), ne 1 Lat. mercurium = živo srebro. samo v eno, temveč v dvoje ali tudi več različnih spojin in da je teža one tvarine, s katero se spaja, v razmerju, ki se da izraziti z malimi celimi števili. Živo srebro se spaja z jodom enkrat v razmerju 200 : 127, drugikrat v razmerju 200 : 2 X 127; množini joda sta torej v razmerju 1: 2. Zrak. Zrak je plin brez barve, ki obdaja našo zemljo; veliko ga ima tudi voda vsrkanega v sebi. Katere snovi tvo¬ rijo zrak, ne moremo spoznati neposredno, znano nam pa je, da gore mnoge tvarine v zraku. Ako nasujemo na tenko kovinsko mrežico kupček železnih opilkov in jo postavimo s trikotnikom na plutovino, plavajočo v vodi, ter nato opilke ob robu s plamenom nekoliko segrejemo, začnejo ti žareti. Nato poveznemo čez nje poveznik tako, da je za¬ prta določena množina zraka. Ko je žarenje pre¬ nehalo in se je zaprti plin vsled o hlajenj a skrčil, vi¬ dimo, da se je dvignila voda v povezniku kvišku. En del zraka se je vse¬ kakor moral zvezati z železom, medtem ko je ostal drugi del še v po¬ sodi. Trska, ki jo, odstranivši steklen zamašek vrh poveznika, vtaknemo v ostali plin, ugasne. Ta plin, ki je očividno del zraka, zaduši gorenje; imenujemo ga dušik. Če stehtamo nato opilke, vidimo, da so težji. Železo se je spojilo z drugo snovjo, ki tvori zrak. Ravno ta poizkus z železnimi opilki naredim tako, da jih obesim z magnetom vred na uravnano tehtnico. Ko jih na enem mestu segrejem, začno žareti sami od sebe naprej in se izpre- menijo v črno tvarino, ki je, kakor nam pokaže tehtnica, težja od železnih opilkov. Železo se je kemično spojilo z nevidno tvarino, ki je ni moglo vzeti od nikoder drugod nego iz zraka. To tvarino sta prva zasledila Scheele (1771 —1772) in Priestley (1774), njen velikanski pomen pa je prvi spoznal francoski kemik Lavoisier, ki je napravil 1.1777. sledeči 8 poizkus: V retorto (slika 3.) je dejal nekaj živega srebra; nad odprtino njenega navzgor ukrivljenega vratu, ki je molel iz živega srebra v drugi posodi, je poveznil zvonast poveznik tako, da je bilo v retorti in pod poveznikom kakih 1000 cm 3 zraka popolnoma zaprtega. Nato je segreval živo srebro v retorti več dni tako, da je bila njegova temperatura nekoliko nižja od njegovega vrelišča. Ko se je vse ohladilo, je dognal, da se je prostornina zraka zmanjšala približno za eno petino, medtem pa se je bilo v retorti napravilo O - 24 g- neke rdeč- kastorumene tvarine. Ko jo je osamil in jo močneje segrel nego prej retorto, je dobil zopet živo srebro in pa toliko plina, kolikor ga je bilo poprej zmanjkalo. Ta plin, ki se je bil spojil z živim srebrom, je imenoval pozneje oksigenij (oijrgenium 1 ) ali kisik, ker so nekatere njegovih spojin, kakor je pozneje izprevidel, kislega okusa. Približno ena petina zraka sestoji iz kisika, ostalina pa iz dušika. Kisik ima to svojstvo, da se z drugimi tvarinami posebno rad veže v spojine, ki jih imenujemo okside ali okise. Spajanje samo pa imenujemo oksidacijo ali oki¬ san j e. Z živim srebrom spojen kisik da živosrebrni oksid: Živo srebro (200 g) -j- kisik (16 g) = živosrebrni oksid (216 g). Z razgrevanjem železnih opilkov smo dobili železov oksid: Železo (56 g) -j- kisik (16 g) = železov oksid (72 g). Pri vsaki oksidaciji se razvija toplota, mnogokrat isto¬ dobno z njo svetlobni pojavi. Da se začne oksidacijski proces, je treba včasih dotično tvarino vsaj na enem mestu segreti. Žico iz magnezija drži na plamenu; magnezij se začne spajati s kisikom in tvori z njim bel prah, magnezijev oksid. Navadno pa rečemo, da je magnezij zgorel. Kemični razkroj, analiza . 2 V kolenčasto ukrivljeni epru¬ veti (A), iz koje sega cev v vodo, nahajajočo se v pnevma¬ tični 3 kadički (K), razgrejmo nekoliko živosrebrnega oksida. 1 Gr. oxys = kisel. 2 Gr. analysis = razkroj. 3 Gr. pnevma = plin. 9 Izprva začne uhajati iz cevi zrak, pozneje pa plin, ki ga lahko prestrežemo v cilinder (V) (slika 4.). Ob kolenu epruvete (pri A) se začno zbirati kapljice živega srebra, plin pa, ki se je nabral v cilindru, je kisik; če vtaknemo vanj tlečo trščico, se mahoma vžge. Kisik, ki se je bil ločil od živega srebra, se je začel spa¬ jati s tvarino trščice. Tu imamo pred seboj kemičen proces, ki je ravno na¬ sproten onim, ki smo jih doslej opazovali. Živosrebrni oksid je razpadel, se je razkrojil v živo srebro in kisik. Vsak tak pojav imenujemo kemičen razkroj ali ana¬ lizo. Vsaka spojina se da razkrojiti v prvotne tvarine, ki jo sestavljajo; treba pa je za to energije, ki premaga silo, s katero so bile tva¬ rine vezane. — Pri zadostnem razgreva- nju razkrojimo na primer črni cinober v živo srebro in žveplo. Razkroj oksi¬ dov (okisov) imenu¬ jemo redukcijo 1 (raz- kisovanje). Elementi. Živosrebrni oksid smo razkrojili v živo srebro in v kisik. Ali moremo n. pr. še živo srebro nadalje razkrojiti? Vsa dosedanja prizadevanja so bila brezuspešna. Tvarina živega srebra se sicer spaja z drugimi tvarinami, sama zase pa je neizpremenljiva. Vsaka tvarina, ki se z doslej zna¬ nimi pripomočki ne da več razkrojiti v druge tva¬ rine, se imenuje prvina ali element. Tudi železo, žveplo, jod, dušik in kisik so elementi. Doslej je znanih kakih 80 elementov; sami zase se le redko nahajajo; večinoma so spojeni v spojine, iz katerih jih do¬ bimo šele potom kemičnega razkroja. Dasiravno je na zemlji nebroj različnih teles, je število elementov, iz katerih nastajajo, le majhno, in mnoge zelo važne spojine so sestavljene samo iz ! Lat. reducere = nazaj peljati, potegniti. 10 dveh ali treh elementov. Že pri živem srebru smo videli, da tvori z enim in istim elementom, z jodom, dvoje popolnoma različnih tvarin. Voda. Elektroliza 1 ali kemični razkroj vode. Od grških filozofov dalje je bilo splošno mnenje, da je voda, ta za živ¬ ljenje tako važna tvarina, element. L. 1783. pa je spoznal La- voisier, da je sestavljena iz dveh elementov. Za razkroj vode pa ne zadostuje navadna temperatura, pač pa jo razkroji energija električnega toka, ali pa vro¬ čina kakih 2000° C. V trocevno posodo (slika 5.) nalijemo do obeh pip vode, kateri smo pridejali nekoliko žveplene kisline, da more prevajati električni tok. Spodaj sta v obeh krajnih ceveh pritrjena plati- nova listka, ki ju zvežemo s -f- in — polom galvanske baterije. Listek, kjer vstopa električni tok v vodo, se imenuje anoda 2 , listek, kjer tok odhaja, pa katoda 3 . Ko sklenemo galvanski tok, zapazimo, da se pojavljajo na anodi in katodi mehurčki, ki se dvigajo kvišku in izpodrivajo vodo v obeh krakih. Čez nekaj časa vidimo, da se je nad katodo nabralo ravno dvakrat toliko plina, kakor nad anodo, in da se to prostor- ninsko razmerje 2 :1 ne izpremeni ves čas, do¬ kler kroži po vodi galvanski tok. Ako odpremo dobro posušeno pipo nad anodo in držimo nad njo žarečo trsko, se vname in začne goreti. Ta plin je namreč kisik. Ako storimo isto z gorečo trsko' nad katodo, se izhajajoči plin sam vname in zgori s komaj vidnim plamenom. Ta plin je element kakor kisik, ima pa drugačne lastnosti. Ker se dobi iz vode (množina žveplene kisline je ostala ves čas ista, pač pa je izgubila voda nekoliko svoje teže), se imenuje vodik (hydrogenium 4 ). Tak razkroj vode, ki se imenuje elektroliza vode, nam pove, da voda ni element, temveč je kemična spojina kisika in vodika. 1 Gr. lyo = razrešim, razkrojim. 2 Gr. anodos = pot kvišku. 3 Gr. katodos = pot navzdol. 4 Gr. hydor = voda; gr. gennan == roditi. 11 V kakem prostorninskem in utežnem razmerju sta pa spojena ta dva elementa v vodo? Na prvi del vprašanja nam je že odgovoril poizkus; prostorninsko je vodika dvakrat toliko kakor kisika. Glede teže se je pa našlo, da tehta 1 1 vodika pri 0° C in 760 mm pritiska 0-089 g, 1 1 kisika pa 1-429 g. Kisik je torej približno* 16krat težji nego vodik. Ker dobimo iz dolo¬ čene množine vedno dvakrat toliko vodika kakor kisika, sta si njiju teži v razmerju 2 : 16 ali 1 ; 8. Sinteza vode. Že 1. 1781. je našel angleški kemik Ca- vendish, da se naredi voda, ako udari skoz zmes vodika in kisika električna iskra. Ako udari v zmes, sestoječo iz enega prostorninskega dela kisika in dveh prostorninskih delov vodika (pokalni plin) električna iskra, se oba elementa takoj spojita z močnim pokom v vodo. Če se naredi ta poizkus v posebni, v ta namen narejeni cevi, se obenem opaža, da zavzemajo nastale vodene pare ravno dve tretjini one prostornine, ki sta jo prej zavzemala vodik in kisik. Dva prostorninska dela vodik a in en prostorninski del kisika dasta dva prostorninska dela vodenih par. Molekule. Atomi. Ako delimo kakšno telo v vedno manjše in manjše drobce, moramo priti nazadnje do gotove meje, do silno majhnih delov, ki jih z mehaničnimi sredstvi ne moremo več deliti. Imenujemo jih molekule. 1 Vse molekule iste tvarine so med seboj enake, vsaka ima vse tiste lastnosti, kakor jih ima tvarina, ki jo sestavljajo. Vsak navidezno majhen prašek je sestavljen iz velikanskega števila silno majhnih molekul, ki se ne tiščijo neposredno druga, druge. Vsaka molekula živosrebrnega oksida mora imeti vsa tista svojstva, ki jih ima živosrebrni oksid sam. Ker se pa živo- srebrni oksid razkroji v živo srebro in kisik, mora biti sestav¬ ljena tudi vsaka njegova molekula iz živega srebra in kisika. Iz tega pa izvajamo, da se dajo kemičnim potom razdeliti tudi molekule, in te najmanjše dele, ki jih tudi kemičnim potom ne moremo več razdeliti, imenujemo atome. 2 Molekule elementov so sestavljene iz enakih atomov, mo¬ lekule spojin pa sestoje iz najmanj dvojih različnih atomov. Enake molekule imajo tudi enake teže. Vse kemične preosnove 1 Lat. molčcula majhna tvarina. 2 Gr. atomos = nedeljiv. 12 se vrše med atomi različnih elementov. Pri kemičnem spajanju se združita dva ali več atomov elementov v eno molekulo spojine, pri razkroju pa razpade molekula spojine v atome elementov. Osnovni zakoni kemije. Na podlagi dejstev, ki se vsekdar opažajo pri različnih kemičnih preosnovah, so zasledili veščaki zakone, ki so vobče veljavni za vsak kemičen proces. 1. Zakon o ohranitvi teže (Lavoisier, 1772) izreka, da se pri kemičnih preosnovah nikdar noben del snovi ne izgubi. V steklenico denemo košček fosforja, jo dobro zamašimo in stehtamo. Ako fosfor previdno razgrejemo, zgori; namesto njega se nahaja v steklenici gost dim; ko jo zopet stehtamo, vidimo, da je ravno tako težka kakor je bila prej. 2. Zakon o stalnem utežnem razmerju (Dalton, 1804) izreka, da se spajajo elementi vedno le v določenem razmerju njihovih utežnih množin. Živo srebro se spaja s kisikom vedno v razmerju 200:16, z jodom v razmerju 200 : 127; železo z žveplom v razmerju 56 : 32 itd. Števila 200, 16, 127, 56, 32 itd. imenujemo spojinske teže elementov. 3. Zakon o mnogokratnem utežnem razmerju (Dalton, 1804) izreka: Če se dva elementa A in B spajata v različnih utežnih razmerjih, so množine elementa B, ki se spajajo z go¬ tovo množino elementa A, v razmerju, ki se da izraziti s celimi števili (A -j- B, A -(- 2 B, A 3 B, 2 A -|- 3 B itd.). Živo srebro se spaja z jodom ali v razmerju 200 : 127 ali pa v razmerju 200 : 2 X 127; utežni množini joda sta si torej kakor 1 : 2. 4. Zakon o enostavnem razmerju prostornin (Gay- Lussac, 1808), Plinasta telesa se spajajo v stalnem razmerju svojih prostornin, in sicer so prostornine plinov med seboj kakor tudi s prostornino spojine v enostavnem razmerju. Kisik in vodik se spajata poleg stalnega utežnega raz¬ merja 1:8 tudi v stalnem prostorninskem razmerju 1:2; spo¬ jina vodenih par zavzema vedno dva prostorninska dela. Avogadrova hipoteza. Dejstvo, da se po ravnokar nave¬ denem zakonu spajajo plinasta telesa v stalnem utežnem raz¬ merju njih prostornin, je postalo poleg drugih opazovanj v prvi 13 vrsti podlaga hipotezi 1 , ki jo je postavil italijanski fizik Avo- gadro (1811), da se namreč v enakih prostorninah vseh plinov (pri enakem pritisku in enaki temperaturi) nahaja enako šte¬ vilo molekul. V 100 cm 3 kisika je ravno toliko molekul, kakor v 100 c m 3 vodika. Ker se pa 100 cm 3 vodika veže le s 50 cm 3 kisika, se spoji vsaka molekula vodika le z enim atomom kisika, dobimo torej toliko molekul vode, kolikor je bilo v 100 cm 3 vodikovih molekul: vodene pare zavzemajo torej prostor 100 cm 3 . Atomska teža. Neizmerno majhne absolutne teže atomov ne moremo določiti, pač pa lahko določimo medsebojno raz¬ merje, v katerem se nahajajo teže atomov različnih elementov. Ker je vodik najlažji izmed vseh elementov, jemljemo za enoto atomske teže težo vodikovega atoma, s katero potem primer¬ jamo teže atomov drugih elementov. Slišali smo že, da je II kisika 16krat težji od 1 1 vodika; po Avogadrovi hipotezi se nahaja v 1] kisika ravno toliko molekul kakor vi 1 vodika, in je vsaka molekula sestavljena iz dveh atomov, je torej tudi vsak atom kisika 16 krat težji od atoma vodika. Pravimo, da je atomska teža kisika 16. Živo srebro se spaja s kisikom v razmerju 200 : 16; nje¬ gova spojinska teža je enaka njegovi atomski teži, ali atom živega srebra je 200krat težji od vodikovega atoma. Doslej imenovanih elementov atomske teže so nadalje: za jod 127, za železo 56, za žveplo 32. Molekularna teža kake spojine je enaka vsoti atomskih tež elementov, ki so združeni v molekulo. Molekularna teža vode n. pr. je 16 -|- 2 X 1 = 18, železovega sulfida 56 -(- 32 = = 88 itd. Razdelitev elementov. Izmed elementov, ki smo jih do¬ slej spoznali, imajo železo, živo srebro in magnezij poseben kovinski sijaj in jih imenujemo kovine (metale 2 ), dočim štejemo žveplo, jod, kisik in vodik med nekovine (me¬ tal o ide). Nekovine so pri navadni temperaturi bodisi plinasta, kapljiva ali pa trdna telesa, medtem ko so kovine (izvzemši živo srebro) vedno trdna telesa. 1 Gr. hypothesis = domneva. 2 Lat. metallum = kovina; gr. eidos lik, podoba. 14 Škotski kemik Berzelius (1814) je vpeljal za elemente posebna znamenja ali simbole 1 : zaznamujejo se z začetnimi črkami njihovega latinskega imena. Simbol za kisik (oxyge- nium) je O, za železo (ferrum) Fe, za jod (jodum) J, za žveplo (sulpur) S, za vodik (hydrogenium) H itd. Naslednja tabela podaja pregled najvažnejših elementov z njihovimi latinskimi imeni, kemičnimi znaki in atomsko težo (za atomsko težo so vzeta okrogla števila). 1 Gr. symbolon = znamenje. 2 Lat. nitrum = solitar. 3 Gr. fos = luč; gr. ferein = nositi. 4 Gr. chloros = zelen. 5 Lat. carbo = oglje. 6 Lat. silex — kremen. 7 Arab. al kali = pepel. 8 Gr. barys = težek. 9 Gr. halix = apno. 10 Magnesia, mesto v Mali Aziji. 11 Lat. alumen = galun. 12 Špan. platina = srebru podobna kovina. 13 Gr. hydor = voda; gr. argyros = srebro. 15 Kemični obrazci in enačbe. Znak H (0) nam zaznamuje 1. vodik (kisik) kot element, 2. en atom vodika (kisika) in obenem 3. atomsko težo vodika = 1 (kisika = 16). Ker sestoji molekula vodika iz dveh atomov, jo zaznamujemo s H 2 . Ena molekula vode sestoji iz dveh ato¬ mov vodika in enega atoma kisika. Kemično znamenje za njo in za vodo sploh je H 2 0. Ta obrazec pove tudi utežno razmerje med vodikom in kisikom. Če si mislimo gotovo število molekul, zapišemo število pred kemični znak kot koeficient, n. pr. 2 H 2 0. Kaj pomenijo znaki 2 H a SO it CaCO s , Ca(OH )„, NaHO? Ker dobimo pri razkroju vode iz dveh molekul vode dve mole¬ kuli vodika in eno molekulo kisika, izrazimo ta razkroj z enačbo: 2 H,O = H, + H 2 + a. Navadno pa jemljemo samo eno molekulo v poštev ter pišemo: H t 0 = 2H+0. Sintezo vode izražamo z enačbo: 2 H 2 -j- 0 3 = H„0 -f- H„0, ali krajše 2 H -j- O = H 2 0. Ako segrejemo železo z žveplom, se spoji ena molekula železa z eno molekulo žvepla v dve molekuli železnega sulfida, torej pišemo: 2 Fe -)- 2 S = 2 FeS, ali krajše Fe + S = FeS, 56 g + 32 g = 88 g. Kaj pomenijo enačbe: Hg + O = HgO-, HgO = Hg+ O; Hg + S = HgS ? Kaj pomenita enačbi: Hg + J= HgJ in Hg + 2 J = HgJ 2 ? Koliko litrov kisika dobiš, ako razgreješ 10 g živosrebrnega oksida, če tehta 1 1 kisika 1-43 g (pri 0° C in 760 mm)? Atomska teža za Hg .200 Molekularna teža za HgO .... 216 216 g živosrebrnega oksida da 16 g kisika, torej 216 : 16 = 10 : x x = 16X10 = 0- 7407 21b 1 i kisika tehta 1*43g; 0-7407 g kisika zavzema torej prostor 11 ' 7 *°J = 0-518. Dobimo torej približno pol litra kisika. 1 * Koliko gramov HgO moraš segreti, da dobiš 21 kisika? 2 1 kisika tehtata 2-86 g, torej 216 : 16 = x : 2-86 x = 216X2 ' 86 = 38-61, lb ' ali pa, če se oziramo na zgornji rezultat 10 : 0-518 = x : 2 x = 10X2 = 38-61. 0-ol8 16 Kemična afiniteta (sorodnost ). 1 Silo, ki deluje med atomi dveh različnih elementov, da se vežejo v spojino, imenujemo kemično afiniteto ali sorodnost. Taka kemična sorodnost je n. pr. med železom in žveplom, med žveplom in živim srebrom itd. Nekateri elementi, n. pr. zlato, se z drugimi le neradi spajajo, drugi zopet, n. pr. jod, tako radi, da se nahajajo sploh le v spojinah. Valenca 2 (močnost elementov). V molekuli vode veže en sam atom kisika vedno po dva atoma vodika: H — 0 — H\ pravimo, da je kisik dvomočen element. Ker pa veže v živo- srebrnem oksidu en atom živega srebra en atom kisika, je tudi živo srebro dvomočno: Hg=0. Element, kojega atom veže tri ali štiri atome vodika, oziroma kakega drugega eno- močnega elementa, je tri- oziroma četveromočen. Močnost kakega elementa se včasih menjava; tako je n. pr. živo srebro v spojini HgJ eno-, v spojini HgJ 2 pa. dvomočno (jod je namreč enomočen element). 1 Lat. affinis = soroden. Ta izraz ne izreka, da sta dotična ele¬ menta res sorodna, temveč le, da se spajata v spojino. 2 Lat. valere = imeti moč, veljati. II. Anorganska kemija in mineralogija. A. Nekovine. Kisik ( 0 n = 16). (Priestley in Scheele 1771.) Kisik dobivamo na več načinov: 1. z elektrolizo vode (H 2 0 = 2 H-\-0); 2. ako živosrebrni oksid segrevamo (HgO = Hg-\~ O ); 3. z razgrevanjem kalijevega klorata: KC10 a = KC1 + 3 0. kalijev klorat klorkalij kisik. Vzemi 8 g kalijevega klorata in ga zmešaj z 2 g rjavega manganovca (MnOo), ki se pri segrevanju sam ne razkraja, pač pa pospešuje kot katalitično 1 sredstvo razkroj kalijevega klorata. Če to zmes segrevaš v retorti (zadostuje tudi večja epruveta) ali pa v steklenici iz bakra (slika 6.), se začne raz¬ vijati kisik (iz navedene množine zmesi ga dobiš nad 2 1), ki ga lahko prestrežeš v gazometru, potem ko je bil iz odvajajoče cevi ušel ves zrak. Kisik je plin brez barve in brez vonja ter je nekoliko težji od zraka; pri zadosti nizki temperaturi in pod zadostnim pritiskom se zgosti v tekočino svetlomodre barve. O njegovih odnošajih napram drugim elementom nas uverijo sledeči poizkusi: Košček tlečega oglja zgori v kisiku z velikim sijajem v ogljikov dvokis (ogljikov dioksid): C+ 2 0 = C0 2 . 1 Gr. katalyo = razkrojim. Dr. H eri e, Kemija in mineralogija. 18 Košček žvepla zgori v kisiku z velikim sijajem in se združi s kisikom v žveplov dvokis: S -j- 20 = so 2 . S še večjim svitom se združi s kisikom fosfor v fosforov pentoksid (previdnost pri poizkusu!). Ako deneš par malih koščkov fosforja v posodo z vodo in spuščaš iz gazometra me¬ hurčke kisika v vodo, da pridejo v dotiko s fosforjem, zgore¬ vajo z velikim sijajem celo pod vodo: 2 P -j- 50 = P 2 0 5 . Žareča železna žica zažari v kisiku še bolj (slika 7.) in zgori v njem v feroferioksid (magnetni železovec): 3 Fe -j- 40 = Pe 3 0 4 . Vsi ti poizkusi nam kažejo, da se kisik silno rad spaja z drugimi elementi in sicer skoraj z vsemi. Le spojine s flu- orjem in nekaterimi zelo redkimi plini, ki se nahajajo v zraku, so doslej neznane. 19 Kisikove spojine imenujemo okside ali okise, ker tvorijo okisi nekovin z vodo spojine kislega okusa, spajanje samo pa imenujemo oksidacijo ali okisanje. Mnogi ele¬ menti se spajajo s kisikom že pri navadni temperaturi, večina pa šele pri višji; pri vsaki oksidaciji pa se razvija toplota. Gorenje ni ničesar drugega nego hitra oksidacija, združena s svetlobnimi in toplotnimi pojavi. Ker se tudi pri počasni oksi¬ daciji razvija toplota, se včasih skladišča premoga sama od sebe vžgo, ako se toplota ni sproti odvajala. Spojine, ki rade oddajajo svoj kisik, imenujemo oksi- dacijska sredstva; nasprotno pa imenujemo redukcijska sredstva ona telesa, ki drugim rada odjemajo kisik; n.pr. oglje, ki odvzame bakrenemu oksidu ( CuO ) pri se¬ grevanju kisik. Ozon. 1 Če udari električna iskra več¬ krat skoz kisik, se ta zgosti v ozon ali aktivni kisik, ki se odlikuje po poseb¬ nem vonju. Trije prostorninski deli kisika dajo dva prostorninska dela ozona (3 0 2 = = 2 0 8 ); njegova molekula sestoji torej iz treh atomov. Ta molekula pa zelo rada raz¬ pade v molekulo navadnega kisika, pri čemur se oprosti en atom kisika: 0 3 = 0 2 O. Ta atom kisika je v trenutku, ko je prost („in statu nascendi“), posebno aktiven in se rad veže z drugimi tvarinami. Zaraditega je ozon dobro oksidacijsko, oziroma desinfekcijsko 1 2 sredstvo in uničuje bolezni povzročujoče bakterije. Ozon se dela tudi, če fosfor počasi gori na zraku; kjer udari strela, zavonja zrak po ozonu, istotako pri poizkusih v šolski sobi z influen- čnim strojem. V gozdih in na zelenih travnikih je zrak zaradi mnogega ozona zelo osvežljiv. Malo, oziroma nič ozona pa ni v zaduhlih prostorih. Kisik se torej pojavlja v dveh različnih oblikah; tako svojstvo snovi imenujemo alotropijo 3 . Kisik je za življenje na zemlji eden najvažnejših ele¬ mentov in je tudi med vsemi najbolj razširjen. Okoli 47% ga 1 Gr. ozein = vonjati, dehteti. 2 Lat. inficere = okužiti; „de“ pomenja nasprotno dejanje. 3 Gr. allos = drug; gr. trepein = obrniti. Slika 7. 2 * 20 je v trdnih plasteh naše zemlje; mnogo ga je v vodi, ki je spojina kisika in vodika; mnogo ga ima voda tudi vsrkanega v sebi. Približno eno petino zraka zavzema kisik. Neobhodno je potreben za dihanje ljudem in živalim. Ta kisik sprejemajo krvna telesca in kri ga potem razvaja po vsem telesu; povsod, v vseh organih se vrši oksidacija in ž njo vspored razvoj telesne toplote in energij, ki jih potrebujejo različni organi za svoja opravila. Istotako je neobhodno potreben za rastline. Iz njihovih zelenih listov prihaja pod vplivom solnca neprestano mnogo kisika v zrak, in bivanje v naravi krepi naše telo, ker se sveži naša kri in pospešuje tok snovi po vsem organizmu. Vodik ( H 1 = 1). (Cavendish 1766.) . Dobili smo ga pri elektrolizi vode. Navadno pa ga dobimo, ako vlijemo na cinek nekaj razredčene žveplene kisline i? 2 S0 4 . Cinek stopi na mesto vodika, ki se dviga kvišku v obliki me¬ hurčkov: tf 2 S0 4 + Zn = ZnSOi + 2 H. Zelo priročen za razvijanje vodika je j J Kippov aparat (slika 8.). V A,, ki je po cevi v zvezi s K, je cinek. Ako vlijemo v A t zelo raz- Slika 8. Slika 9. redčeno žvepleno kislino, pride ta skoz A 3 v A 2 , kjer se začne takoj razvijati vodik, ki ga prestrezamo v cilinder V. Vodik dobimo tudi na sledeči način: Košček na iglo na¬ taknjenega natrija spravimo pod prestrezalno posodo (slika 9.), ali pa ga z žlico iz kovinske mreže držimo pod njo. Voda se razkroji: H 2 0-\-Na = NaHO -\-H. En atom natrija izpodrine en 21 atom vodika in stopi na njegovo mesto, tvorec molekulo natri¬ jevega hidroksida (iVa HO); oproščeni vodik se nabira v posodi. Vodik je plin brez barve, brez vonja in okusa in ni strupen. Od zraka je 14-5 krat lažji in je sploh najlažji plin, zaradi česar se uporablja pri zrakoplovih. Ako postavimo nad posodo z vodikom drugo posodo, preide čez nekaj časa ves vodik iz spodnje posode v zgornjo. V navzdol obrnjeno posodo z vodikom (slika 10.) vtak¬ nemo gorečo svečo; sveča v vodiku ugasne, on sam pa začne goreti, spajajoč se s kisikom v vodene pare (2H O = H 2 0). Če držiš nad njegovim plamenom (prej ko ga užgeš, se prepričaj, je li čist in ne z zrakom pomešan) steklenico, se njene stene odznotraj porosijo s kap¬ ljicami vode; zgostile so se namreč vodne pare, na¬ stale vsled spajanja kisika z vodikom. Zmes vodika in kisika je pokalni plin. Ako mu približam gorečo svečo, se vodik in kisik zdru¬ žita s pokom v vodo: 2H-\- O = if 2 0. Najmočnejša eksplozija 1 nastane, če se nahajata v pokalnem plinu dve tretjini vodika in ena tretjina kisika. Plamen kisikovodikovega pihalnika, iz katerega uhajata ob- Slika 10. enem vodik in kisik, ima tako visoko temperaturo, da se v njem kakor vosek talijo baker, nikel in druge kovine; košček krede izžariva v njem močno svetlobo (Drummon- dova luč). Prostega vodika je na zemlji malo, mnogo ga je pa v spojinah, v vodi n. pr. 11%; poleg drugih elementov je vodik važen element v vseh živalskih in rastlinskih snoveh. Voda H 2 0. Voda tvori v trdnem stanju na obeh tečajih in na visokih gorah cele plasti, tekoča voda pokriva okoli štiri petine naše zemlje, mnogo je ima v sebi zemlja in premnogo se je vedno nahaja v obliki hlapov v zraku. Voda v naravi, posebno ona studencev — sladka voda — ima vedno v sebi raztopljenih nekaj rudninskih snovi; če jih je mnogo, pravimo, da je trda, sicer pa je mehka. Mineralne (rudninske) vode imajo zaradi raztopljenih rudnin poseben okus; slatine imajo v sebi mnogo ogljikove kisline. Morska 1 Lat. explodere = razgnati. 22 voda ja slana; ob ustju velikih rek je mešana s sladko vodo in ima v sebi svoje posebno živalstvo. Toplice so gorki vrelci, prihajajoči iz velikih globočin (Toplice na Dolenjskem). Da se voda očisti tujih primesi, jo kuhamo v destilacijskem aparatu, pare pa se v zgostilniku (kondensator j u) 1 zgo¬ stijo v čisto vodo („aqua destillata“). Voda je prozorna in v tenkih plasteh brez barve, v debelejših pa zelenkasta; barva morske vode je odvisna tudi od dna in razsvetljave neba. Pri 0° C zmrzne v led, pri 100° C (ob pritisku 760 mm) pa zavre ter se začne izpreminjati v pare; izhlapeva pa tudi že pri navadni temperaturi. Največjo gostoto ima voda pri 4° C; če se ohladi na 0° C, se njena prostornina zveča za 0-000129; isto prostornino zavzema tudi približno pri 8° C. Iz- premembo prostornine vode od 0° do 12 0 C nam kaže grafik (slika 11.), kjer so temperature narisane v vodoravni, prostornine pa v navpični črti. Če voda zmrzne v led, se njena prostornina raz¬ širi za eno enajstino. Ribniki in jezera se pozimi pokrijejo samo na površju z ledom. Voda z 1°C je težja od ledu, nahaja se torej pod njim, voda s 4° C ostaja, ker je najgostejša, na dnu. Za enoto svojstvene ali specifične toplote teles jemljemo množino toplote, ki se uporabi, da se temperatura 1 kg vode zviša za 1° C; imenujemo jo kalorij o. Ker je svoj¬ stvena toplota vode jako velika, se voda zelo počasi segreva; ker je voda slab prevodnik toplote, oddaja sprejeto toploto le počasi od sebe. 1 kg ledu 0° C potrebuje 80 kalorij, da se izpremeni v vodo 0 0 C ; zaraditega se tudi tako počasi tali. Da se izpremeni 1 kg vrele vode v pare, se potrebuje 539 kalorij. 1 1 vode da 1700 7 vodenih par. Od 1000° C naprej se začne voda razkrajati v kisik in vodik. Da se razkroji 18 kg vode, je potrebno 69.000 kalorij Lat. condensare = zgostiti. 23 (oziroma ravno toliko energije v obliki električnega toka) in ravno toliko kalorij se razvije, kadar se 16 g kisika spoji z 2 g vodika. Ravno ista množina toplote, ki se razvije pri tvoritvi kake spojine, je potrebna tudi za razkroj dotiCne spojine (Lavoisier in Laplace), ali spojilna toplota je enaka razkrojilni toploti. V zraku se vedno nahaja nekaj vodenih hlapov, ki tvorijo, zgoščujoči se, roso, slano, megle in oblake, iz kojih pada voda zopet na zemljo kot dež, toča ali pa v obliki snežink, t. j. kristalov, združenih v šesterožarne zvezdice, na katerih opazujemo kote 60°. V severnih krajih in na visokih gorah (nad ločnico večnega snega) se nagromadijo ogromne plasti snega; podnevi se ta sneg vsled solnčne gorkote tali, nastala voda pronikuje v spodnje plasti, kjer zopet zmrzne. Tako nastajajo polagoma ledniki, ki se pomikajo počasi na¬ vzdol in segajo na severu do morja, kjer se od njih trgajo velikanski kosi (ledene gore). Voda je za življenje na zemlji istega pomena kakor zrak; nobeno živo bitje ne bi moglo brez nje živeti. V vodi, posebno v morski, živijo poleg premnogih rastlin milijarde po obliki in velikosti najrazličnejših živali. V drobni kapljici vidimo pod mikroskopom cel svet mikroorganizmov. 1 Vodikov superoksid 2 3 H 2 0 2 , druga spojina kisika z vodikom, je gosta tekočina, težja od vode in deluje slično kakor ozon kot oksidacijsko sredstvo, ker se rad izpreminja v vodo in pri tem oddaja kisik. Malo se ga nahaja tudi v zraku in v dežju; on povzročuje beljenje platna in služi v zdravilstvu za antiseptično 8 (protikužno) sredstvo. Dušik (A Tin v = 14). (Ruthersford 1772.) Dušik je zelo razširjen element; iz njega sestoji večji del zraka (78 prostorninskih ali 75 utežnih odstotkov), nahaja se spojen v mnogih rastlinskih in živalskih tvarinah, posebno v roževini, v laseh, v ptičjih peresih. Tudi dušik je živalim in rastlinam neobhodno potreben element. 1 Gr. mikros = majhen. 2 Lat. super = nad. 3 Gr. anti = proti; gr. sesepa = gnijem. 24 Dobimo ga iz zraka, ako odstranimo kisik, kar se zgodi, če n. pr. zažgemo v porcelanasti skledici, plavajoči na vodi, košček fosforja ter poveznemo čezenj posodo. Kisik se spoji s fosforjem v belomeglen oksid, ki ga voda vsrka, v povezniku pa ostane dušik (slika 12.). Dušik je plin brez barve, vonja in okusa, ni strupen' in ne gori; živali se v njem samem zaduše. 17 tehta l-25g. Pri nizki temperaturi in pod velikim pritiskom se zgosti tudi dušik, kakor sploh vsi plini, v tekočino, ki se strdi, ako je dovolj ohlajena. Zrak je zmes, sestoječa iz približno štirih petin dušika in ene petine kisika; razen tega se nahajata v njem v majhni množini vedno dva elementa, argon in helij, ter vodene pare, ozon in ogljikova kislina. V spodnjih zračnih plasteh je tudi vedno mnogo mikroorganizmov (bakterij) in prahu, ki ga n. pr. opazimo, kadar skoz ozko špranjo posije solnce v temno sobo. Zrak se da stisniti v tekočino. Utekočinjeni zrak rabimo v dosego velikega mraza, ker utaja pri izhlapevanju mnogo toplote. Zrak je za življenje istega pomena kakor voda, in sicer zaradi kisika, kojega aktivnost pa se precej zmanjša zaradi navzočnosti dušika. Dušik je namreč zelo pasiven element, ki se v navadnih razmerah le nerad spaja z drugimi elementi. Zaradi kisika, ki se nahaja v njem, je zrak pogoj gorenju in dihanju, kar je vedel že Leonardo da Vinci, rekši, da v prostoru, v katerem ne more goreti ogenj, ne more živeti no¬ beno bitje, ki diha. Amonijak NH S . To važno dušikovo spojino dobivamo, če razgrevamo vodeni amonijak (salmijakovec). Amonijak je brezbarven plin bodečega vonja, ki se pod pritiskom 6 - 5 atmosfer ali pa pri —40° C zgosti v tekočino, ki silno rada izhlapeva in se uporablja v Carrejevih ledotvornih strojih za pridobivanje umetnega ledu. Voda ga pohlepno vsr¬ kava; en prostorninski del vode pri 0° C sprejme nad 1000 delov amonijaka (vodeni salmijak ali salmijakovec). Obilno amoni- jaka se razvija tam, kjer gnijejo organske dušikove spojine, n. pr. v gnojiščih in straniščih, posebno kadar je vlažno vreme. 25 Solitarno kislino HN0 3 dobivamo, ako razgrevamo zmes iz natrijevega solitarja NaNO s in žveplene kisline H 2 SO i : NaN0 3 -j- II 2 S0 4 = HNO a -f NaHS0 4 Natrijev solitar žveplena kislina = solitarna kislina -f- kisli natrijev sulfat. Nastale pline prestrežemo v hladni posodi, kjer se zgoste v kapljevino, t. j. v solitarno kislino HN0 3 . Vsled dvojne pre- osnove smo dobili poleg solitarne kisline še kisli natrijev sulfat. Čista solitarna kislina je brez barve in ima sp. t. = 14 g. Je kislega okusa in pordeči modro lakmusovo 1 tinkturo. V njej se tope vse kovine, izvzemši zlato in platino. Rumena, kadeča se solitarna kislina (HN0 3 N0 2 ), ki je še močnejša nego navadna, ima v sebi raztopljen še dušikov dvokis N0 2 . Solitarna kislina ima svojstvo, da se more v njej nado¬ mestiti vodik s kako kovino: spojine, ki jih na ta način dobimo, imenujemo soli solitarne kisline ali nitrate. N. pr.: 2 HNO s 2 Ag = 2 AgN0 3 (srebrov nitrat) // 2 . Kisline, baze, soli. Kisline imenujemo vse one vodi¬ kove spojine, v katerih more stopiti na mesto vodika kaka kovina. Nova spojina je sol dotične kisline. Kisline se kot take spoznajo po tem, da pordečijo modro lakmusovo tinkturo. Povsem drugih lastnosti, nego jih ima solitarna kislina, je natrijev hi dr o k s id NaOH, ki nastane, če vržemo košček natrija v vodo: 2H 2 0-\-2Na = 2 NaOH -}- H 2 . Okusa ni ki¬ slega, temveč lužnatega in pomodri rdečo lakmusovo tinkturo. Kovina natrij je vezana z enomočno skupino OH, ki se imenuje hidroksil. Vse okside te vrste imenujemo baze ali osnove. Če solitarni kislini prilijemo zadosti natrijevega hidro¬ ksida, ne pordeči več modrega lakmusa, temveč postane „nevtralizovana“ 2 . Ko se ta raztopina izpari, dobimo trdno belo tvarino, ki se od solitarne kisline razlikuje v tem, da ima mesto vodika natrij: HN0 3 -j- NaOH — NaN0 3 -f- H 2 0. 1 Lakmus je barvilo, ki se dobi iz nekega na bregovih Kanarskih otokov rastočega lišaja (Roccella tinctoria); z lakmusom prepojen pivnik se imenuje lakmusov papir. 2 Lat. neuter = nobeden od dveh, nobenostranski (indiferenten). 26 Napravila se je torej voda in pa sol (natrijev nitrat), slično, kakor če pride kovina v dotiko s solitarno kislino. Omeniti je še, da tvori dušik s kisikom več spojin. Žveplo (S 11 lv ‘= 32). Ta element, kojega svojstva smo že navedli, se nahaja ne le v premnogih spojinah, temveč tudi samoroden, posebno v bližini vulkanov. Največ se ga dobi v Siciliji (Girgenti in Katanija); pri nas se nahaja v Radoboju na Hrvaškem. Žveplo uporabljajo za napravljanje žveplene kisline, smodnika, za vulkanizovanje kavčuka 1 , za cinober in žve- plenke. Trte žvepljajo, da preprečijo bolezni, ki jih povzočajo glivice. Žveplov dioksid ali dvokis S0 2 nastane, če gori žveplo na zraku (S -J- 0 2 = S0 2 ); je plin brez barve, hudega in bodečega vonja. Voda, ki ga rada vsrkava, dobi kisel okus in pordeči moder lakmus. Oksidi, ki imajo to lastnost, se imenujejo kislinotvorni oksidi. Služi za beljenje, ker razjeda organske barve. Žveplov trioksid S0 3 nastane, ako se dotika zmes žve¬ plenega dioksida in kisika dobro razbeljene platine. Ta krista- lasta bela tvarina se v trenutku, ko jo vržemo v vodo, v njej raztopi; združi se namreč z vodo v žvepleno kislino i/ 2 S0 4 po črtežu: SO s -j- // 2 0 = /TSOj. SO;j se imenuje zato tudi anhidrit žveplene kisline. Žveplena kislina se napravi tudi, če stoji raztopina žve¬ plenega dioksida nekaj časa na zraku: S0 2 -f- H 2 0 -j- O = if 2 S0 4 . Čista žveplena kislina je oljnata tekočina brez barve in vonja s sp. t. = 1-84 g. Z vodo se silno rada združi in pri tem razvija toploto. Ako jo hočemo razredčiti, jo moramo polagoma vlivati v vodo, ne pa narobe. Organskim tvarinam, n. pr. lesu, sladkorju, jemlje vodo, tako da poogljenijo (postanejo črne). Na koži povzroči hude bolečine. Žveplena kislina je izmed vseh kislin najvažnejša, mnogo¬ vrstna je njena uporaba v kemiji. 1 Kavčuk je strjen mlečen sok nekaterih rastlin; zmešan z žve¬ plom ostane tudi v mrazu prožen. 27 Kakor pri solitarni, se tvorijo tudi pri žvepleni kislini kovinske soli (sulfati), kadar pridejo kovine z njo v dotiko. Izvzeti so zlato, platina in svinec, katerih tudi ta močna ki¬ slina ne razje. Ker pa ima molekula žveplene kisline v sebi dva atoma vodika, dobimo dvoje vrste soli, namreč nevtralne z obrazcem M 2 SO i , v katerih je ves vodik nadomeščen s kovino, in pa kisle z obrazcem MHSO+. N. pr.: H^SOi -\- Zn — ZnS0 4 . (cinkov sulfat) -f- H 2 . Kisel sulfat dobimo, če n. pr. vpliva na nevtralni kalijev sulfat K 2 SO i žveplena kislina: K 2 SO i -|- H 2 S0 4 = 2 KHSO^ Žveplovodik, vodikov sulfid 1I 2 S dobimo, če polijemo že¬ lezov sulfid FeS z žvepleno kislino; pri tem se dobi tudi železov sulfat: FeS -)- H 2 S0 4 — FeS0 4 -j- H 2 S. Žveplovodik je plin brez barve in neprijetnega vonja ter je zelo strupen. Ako ga zažgemo, zgori: H 2 S -(-3 0 = S0 2 -|- H 2 0. Nahaja se tudi v nekaterih toplicah. Njegova raztopina deluje kot kislina in tvori z mnogimi kovinami žveplove soli, sulfide, n. pr. srebrov sulfid Ag 2 S. Klor (Cl 1 = 35-5). (Scheele 1774.) Klor dobimo, ako segrejemo zmes rjavega manganovca Mn0 2 s solno kislino: Mn0 2 -)- 4 HC1 = MnCl 2 -)- 2 H 2 0 2 Cl. Prestrezamo ga v topli slani vodi. Klor je plin zelenkastorumene barve, bodečega vonja in je zelo strupen. 12 tehta nad 3g. Voda ga rada vsrkava; taka klorova voda ima barvo in duh po kloru. Klor se zelo rad spaja z drugimi elementi, z mnogimi kovinami že pri navadni temperaturi v kloride: listek iz bakra, ki ga denemo v posodo s klorom, se takoj spoji s klorom v bakrov klorid: Cu -j- 2 Cl = CuCl 2 . Klor pobeli rastlinske barve in se rabi za beljenje bombaža. Klorovodik HC1 je prvi dobil Glauber, ko je razgreval kuhinjsko sol z žvepleno kislino: 2 NaCl + IIoSO, = 2 HC1 -|- Na 2 S0 4 . Če postavimo posodo, v kateri se nahaja zmes iz enakih delov vodika in klora, na solnce, se klor in vodik s silno eks¬ plozijo spojita v klorovodik: 2 H-j-2 Cl = 2HC1. 28 Njegova raztopina v vodi je čista, brezbarvna in se na zraku kadi; imenuje se solna kislina. Tudi zelo razredčena pordeči modri lakmus ter ima kisel okus. Nekaj razredčene se nahaja tudi v želodcu. Kisika nima v sebi, deluje kakor druge kisline. S kovinami in bazami tvori soli, ki se imenujejo kloridi, n. pr. Zn -j- 2 HC1 = ZnCh -j- tf 2 ; NaOH -f HC1 = = NaCl + Ih O. Solna kislina, mešana s solitarno kislino, se imenuje kraljeva voda; v njej se tope vse kovine, tudi zlato in platina. Amonijev klorid ali sal- mijak NHfil nastane iz amo- nijaka in klorovodika: NH 3 -j- -\-HCl = NH±C1 kot belomeglen plin (slika 13.), zgoščen pa tvori kristalasto sol. Rabijo ga kle¬ parji za lotanje. Skupina iVff 4 je enomočna in se imenuje amonij ter tvori spojine, v katerih ima svojstva NII i Gl in NaCl). Vsako tako Slika 13. elementa (primerjaj formuli atomsko skupino imenujemo radikal. Brom (Br 1 = 80). (Balard 1826.) Bromovih spojin je mnogo v naravi, posebno v morju, toda nikjer v večji množini. Brom je temnorjava in jedka tekočina z neprijetnim vonjem; težja je od vode in izhlapeva. že pri navadni temperaturi. Soli bromovega vodika HBr se imenujejo bromidi (KBr, NaBr) in jih rabijo v zdravilstvu kot pomirjevalna sredstva za živčevje. Jod (J 1 = 127). (Controuis 1811.) Jodove spojine se nahajajo v morskih rastlinah, v jetrih polenovke in v nekaterih vrelcih. Jod sam ima obliko krista- lastih ploščic ter izhlapeva že pri navadni temperaturi. Če ga nekoliko segrevamo, se izpreminja takoj v pare, ki se pa na stenah posode zopet strdijo v drobne kristale (sublimacija). 29 V alkoholu in etru se rad topi; taka jodova tinktura po¬ modri rastlinski škrob, ki se po tej lastnosti lahko spozna. Jod mnogo rabijo v zdravilstvu; njegove soli namreč pospešujejo kroženje snovi v telesu in so uspešna sredstva zoper otekanje žlez, posebno golšne žleze. Fluor (F 1 = 19). (Moissan 1886.) Fluor se nahaja v fluoritu ali jedavcu CaF 2 in je plin zelenorumene barve ter se še rajši nego klor (večinoma že pri navadni temperaturi) spaja z drugimi elementi (izvzemši kisik). Fluorovodik HF dobimo, ako razgrejemo zmes jedavca in žveplene kisline ( CaF 2 -f- H Ž S O 4 = 2 HF CaSOJ. Fluoro¬ vodik je zelo strupen. Njegova raztopina v vodi (jedavčeva kislina) razjeda steklo, zato ga morajo hraniti v posodah iz svinca ali gutaperče. Klor, brom, jod in fluor se radi spajajo s kovinami na¬ ravnost v soli in se zaraditega imenujejo halogeni 1 ali solotvorni elementi. Fosior ( P 111 = 31). (Brandt 1669.) Fosfor je pri navadni temperaturi trdo, nekoliko rumen¬ kasto, prosojno telo s sp. t. = 1-8 g ter sena zraku ležeč vsled oksidacije sveti v temi (fosforescenca). Hraniti se mora pod vodo, ki postane po njem strupena; posebno je treba paziti, da ne pride na kako rano. Vžge se pri 50° C, tanko razdeljen pa že pri navadni temperaturi. Če raztopimo košček fosforja v žveploogljiku in ga vlijemo na pivni papir, se fosfor sam vžge in zgori v fosforov pentoksid. Navadni fosfor se izpremeni v rdeči fosfor, ako je izpostavljen pod vodo dalj časa svetlobi ali pa se segreje v zaprtih posodah. Ta ni strupen in se v temi ne sveti. Aktiven je mnogo manj nego navaden fosfor in se vžge šele pri 260 0 C. V malih množinah imajo v sebi fosfor vse kamenine, t. j. one snovi, ki tvorijo trdne plasti naše zemlje, n. pr. apnenec. Ker pa kamenine prhnijo, se nahaja fosfor tudi v vsaki zemlji. 1 Gr. hals = sol; gr. gennao = rodim, ustvarim. 30 Iz nje ga vsrkavajo rastline, ki ga potrebujejo neobhodno za svoj razvoj. Iz rastlin preide tudi v živalske organizme. Mnogo ga je v kosteh, nekaj tudi v možganih in v živčevju. Dobiva se samo iz spojin. Fosfor uporabljajo predvsem za vžigalice; glavice na¬ vadnih žveplenk so prevlečene z žveplom in zmesjo iz fosforja, manganovega dioksida in arabskega gumija. Vsled toplote, ki se razvije pri trenju, se fosfor vžge. Glavice švedskih vžigalic so brez fosforja; ta se nahaja na torni ploskvi škatlice in se vsled trenja vname, z njim vred pa tudi snovi na glavici. Fosforove kisline. Fosforov pentoksid se spoji z vodo v metafosf orovo kislino (P 2 0 B -f- H 2 0 = 2 HP0 3 ) in ta na¬ dalje v troosnovno ortofosforovo kislino (HPO s -\-H 2 O = P :1 P0 4 ), ki tvori troje vrst soli (fosfatov). Najnavadnejša sol je fosforovo- kisli kalcij ali kalcijev fosfat Ca 3 (P0 4 ) 2 , ki se nahaja v kosteh. Apatit 1 je za rastlinstvo zelo važna rudnina, ker sestoji večinoma iz kalcijevega fosfata in se nahaja v vseh kameninah, torej tudi v vsaki prsti. Kristali, ki so ali brez barve, ali pa so vijoličasti ali zelenkasti (špargovec), imajo navadno obliko šestero- straničnih prizem (slika 14.). Trd je tako, da ga železen žrebelj ne more obraziti. Gručav apatit imenujemo fosforit, ker se njegov razgret prah v temi navadno sveti. Skoraj ves fosfor, ki ga potrebujejo rast¬ line in z njimi vred ljudje in živali, prihaja Slika 14. iz ap&tita, kojega drobni kristalci se v ne- brojnem številu nahajajo v vsaki zemlji. Tako n. pr. potegne iz zemlje 100 kg rženih zrn 0 - 4 kg fosforja. Zemlja, ki se ji je vzelo preveč fosforja, se mora gnojiti s fosforitom. Arzen, antimon, bizmut so elementi, ki imajo deloma že kovinski značaj. Arzen je hud strup, ravnotako njegove spo¬ jine. Antimon se uporablja, zlit s svincem, za tiskarske črke. „Trdi svinec“ ima nekoliko antimona v sebi. Bizmut se rabi za zlitine nizkega tališča. 1 Gr. apatao = varam, ker so se mineralogi dolgo časa varali in ga zamenjavali z jedavcem, turmalinom itd. 31 J? Slika 15. Slika 16. Silicij (Si = 28). (Berzelius 1810.) Silicij je ena najvažnejših sestavin trdne skorje naše zemlje; približno ena četrtina njene teže odpade na silicij. Najvažnejša njegova spojina je silicijev dioksid ali kreme- novina Si0 2 , iz katerega sestoji kremenjak ali kremen. Nje¬ govi kristali imajo obliko šestero- straničnih prizem, ki so združene s šesterostraničnimi piramidami (slika 15.); včasih je na obeh koncih prizme razvitih po več različnih ploskev (slika 16.), dobijo se pa tudi dvojne piramide brez prizem (slika 17.). Prizmine ploskve so navadno povprek brazdaste. Sicer so pa pravilni kristali redki, ker so nekatere ploskve na škodo drugih bolj razvite; taki kristali se imenujejo zategnjeni, za¬ vlečeni kristali ali spački (slika 18.). Dobijo se sicer po¬ samezni vrasli kristali, večinoma pa so združeni v skupine, in sicer tako, da se kristali iz središča razhajajo na vse strani, tvoreč vrastek, ali pa so vzrasli na kaki skupni podlagi ter se tišče drug drugega, tvoreč kristalno druzo ali kopučo. Čisti kristali so brez barve in prozorni; tuje primesi jih pa pobarvajo in napravijo prosojne ali pa neprozorne. Niso razkolni in imajo steklen sijaj; njihove lomne ploskve, ki so vedno školjkaste, se sve¬ tijo tolščeno. Kremenjak tvori mnogobrojne različke alivarijetete. Čisti, kakor voda prozorni kristali se imenujejo kamena strela in se dobijo na Črnem vrhu blizu Polhovega gradca, £ Slika 17. Slika 18. 32 v Cerkniški okolici, v Crngrobu pri Škofji Loki itd. Majhni, lepo razviti kristali se dobijo v Marmarošu (marmaroški de¬ manti). V Srednjih alpah se dobe do 1 m dolgi kristali. Iz kamene strele brusijo optične leče, ki so trše od steklenih. V novejšem času izdelujejo iz kremenjakovega stekla t. j. iz sta¬ ljene kamene strele posode, ki so posebno trpežne. Rumeni kristali se imenujejo citrini 1 , rjavkasti pa čado vci. Ametisti 2 so vijoličasti ter jih brusijo za kamene v prstanih, za priveske pri verižicah itd. Navadni kremenjak je neprozoren ter ima obliko kristalov ali pa je kristalast, gručav; bel se imenuje mlekovec, rdeč roževec, rumenkasto ali rjavordeč pa železnati kremen. Mnogokrat je kremenjak jedrnat, t. j. posamezni njegovi kosi sestojijo iz tako drobnih kristaliziranih zrn, da jih sprostim očesom ne moremo več razločevati. Najnavadnejši različki so: jaspis 3 , rdeče, rumene, rjave ali zelene barve, je tudi na robih neprozoren; drvenec je okamenel les; črn skrilavi kre¬ mene c (lidit) služi zlatarjem, ki potegnejo po njem zlatnino ali srebrnino, ter polivši razo s solitarno kislino (ločilno vodo) spoznajo, ali je zlato čisto, ali pa pomešano s srebrom; raz¬ lično barvani kresilnik, ki se lomi školjkasto, so ga prej s kresilno gobo rabili za kresanje ognja; ker so njegovi odlomki ostrorobi, so izdelovali iz njega v pradavnem veku, ko človek še ni poznal kovin, različna enostavna orodja (kamena doba). Kalcedon, ki se nahaja v različnih ledvičastih, gro- zdastih in kapničastih posnemkih, je mlečnobele ali pa svetlo- modrikaste barve in je v tenkih plasteh prosojen; rdeč se ime¬ nuje karneol 4 , zelen krizopraz 5 , temnozelen z rdečimi pikami iz železovega oksida pa heliotrop 6 . Ahat 7 (slika 19.) tvori gomolje, sestavljene iz plasti različnih kalcedonovih različkov, ki so se izločevali v votlinah 1 Lat. citrus = citrona. 2 Gr. methy = opojna pijača, amethystos = opojnosti nasprotno delujoč. 3 Gr. iaspis = dragocen kamen. 4 Lat. caro = meso (radi barve). 5 Gr. chrysos = zlato, gr. prason = lug. 6 Heliotropion imenujejo Grki rastlino, ki obrača svoje liste po solncu; gr. helios = solnce, gr. trepein = obračati. 1 Achates, reka v Siciliji, kjer so ga najprej našli. 33 iz vode; v sredi so votli in se pozna še luknjica, po kateri je dotakala raztopina. Ahati so po obliki in barvi zelo različni; pegasti, trakasti, mahasti itd. Ahat, sestavljen iz črnih in belih plasti, imenujemo o ni k s 1 . Kremenjak je 7. trdotne stopinje, reže steklo, z jeklom ga ne moremo obraziti. Spe. t. = 2 - 69 g. Ako ga krešemo z jeklom, odletavajo iskre, to so vsled torne toplote žareče kroglice železa, ki se spaja z zračnim kisikom v železov oksid. Če krešemo dva kosa kremenj aka dru¬ gega ob drugega, se v temi svetlikata. Kre¬ menjak se topi samo v jedavčevi kislini, tali šele v kisikovodiko- Slika 19. vem plamenu. Kremenjak je ena najbolj razširjenih rudnin. Predvsem tvori bistven del mnogih prodorin, t. j. kamenin, ki so prodrle sta¬ ljene na površje zemlje in so tu počasi skrepenele; tako n. pr. je bistven del kremenj akovega portirja 2 , ki se nahaja ob Kokri in Kamniški Bistrici in granita, ki tvori vrhove Pohorja. Kamenine preperevajo vsled vpliva vode. Kremenj akova zrna postanejo prosta, voda jih odnaša v nižave, kjer tvorijo glavno primes peska, ki ga rabimo za mort ali malto. Če kako lepilo zveže taka zrna, nastane iz njih peščenec, ki daje dober kamen za zidovje, mlinske kamne, bruse itd. Uporaba kremenjaka je zelo obsežna. Prozorne kristale brusijo kot napol dragocene kamne, jedrnate različke kot lepo- tične kamne. Iz oniksa so izdelovali že stari Rimljani z veliko umetnostjo geme 3 . Predvsem pa je kremenjak velikega pomena za izdelovanje stekla. Njegov prah segret s sodo (Na 2 CO d ) da vodeno steklo, ki pa ni za rabo, ker se v vreli vodi raztopi. Če pa pridenemo tej zmesi nekoliko apnenca, dobimo steklo nekoliko zelenkaste barve, ki se v vodi ne topi. To natrijevo in kalcij e v o 1 Gr. onyx = noht. 2 Gr. porphyra = škrlatasta barva. 3 Lat. gemina = dragocen kamen z izrezanimi podobami. Dr. Herle', Kemija in mineralogija. 3 34 steklo rabimo za šipe, steklenice itd. Če pridenemo zmesi na¬ mesto sode pepeliko (K 2 C0 3 ), dobimo brezbarvno kalijevo ali češko steklo, ki je bolj uporno in se težje tali. Steklo, ki ima v sebi nekaj svinca, svinčeno steklo, je močnega sijaja in ga rabijo za optična orodja in posnemke (imitacije 1 ) dragih kamnov. Primesi kovinskih oksidov podelijo steklu različne barve, n. pr. kobaltov oksid modro, železov oksid umazanozeleno (ste¬ klenice za kislo vodo), bakrov oksidul rubinovordečo itd. Pri¬ mešan kositrov oksid napravi steklo neprozorno (emajl 2 3 ). Opal 3 nikdar ne kristali¬ zira, temveč je brezlik in se dobiva v različnih posnemkih. Trdote in gostote je nekoliko manjše nego kremenjak. Poleg kremenjakovine Si0 2 ima tudi nekaj vode v sebi. Dragoceni opal je pro¬ sojen in izpreminja barve (opa- lizira). Posebno lep se dobi v Červenici na Ogrskem in se brusi kot lepotičen kamen (med drago¬ cene kamne ga ne štejemo, ker ne kristalizira in nima zadostne trdote). Mlečni opal je mlečno- bele, voščeni opal voščeno- rumene barve; hijalit 4 ali ste¬ klasti opal je brez barve ter čist kakor steklo. Lesnati opal je okamenel, s kremenovino pronican les. Iz vročih vrelcev, geisirjev (Islandija, Severna Amerika, slika 20.), se izločuje kremenovina v obliki kremenove sige. Kremenovina Si0 2 se imenuje tudi kremenova kislina, pravzaprav pa je anhidrit kremenove kisline H 2 SiO s , koje soli — silikati — so važni deli raznih rudnin. 1 Lat. imitor = posnemam. 2 Fran. email = lesk; ital. smalto. 3 Gr. opallios = neki drag kamen. 4 Gr. hyalos = steklo. 35 Nekaj kremenovine se nahaja v vsaki vodi. Iz nje jo vsrkavajo nekatere rastline, n. pr. preslice in trave, ki jo imajo v ostrih robovih svojih listov. Kremenaste alge, — eno¬ celične rastlinice, katerih naj večje so komaj 1 mm dolge •—, imajo lupinico iz kremenovine, ki jo dobijo iz vode. V vsaki stoječi vodi, posebno pa v morju, plava nebroj teh alg blizu površja. Rastlinice poginejo, njih lupinice pa ostanejo, se pogrez¬ nejo na dno in se nakopičijo tam v cele plasti takozvane kremenice. V nekaterih krajih, n. pr. v Bilinu na Češkem, tvori kremenica več metrov debele plasti zemeljskega površja. Z nitroglicerinom prepojena daje dinamit, ki je znan kot močno razstreljivo. Kristaliziran silicij, ki ga dobivajo iz silikatov, je skoraj črne barve in tako trd, da reže steklo. Bor ( B m = 10-9) je element, ki se nahaja v borovi kislini, uhajajoči iz vulkanskih tal. Kristaliziran bor je skoraj tako trd kakor diamant. Naj važnejša njegova sol je boraks Na^B^rj. Kovinski oksidi pomešani z boraksom, se radi tope ob pojavu značilnih barv. Ogljik (C IV = 12). Če segrevamo živalske ali rastlinske tvarine, n. pr. meso, les itd., tako da ne pridejo v dotiko z zrakom, postajajo vedno bolj črne ter pooglenijo; vodik, kisik in druge snovi se izlo¬ čijo, preostane pa večinoma ogljik. Rastlinski in živalski organizmi ga imajo v vseh svojih organih. Razen tega ga je tudi mnogo v naravi, posebno v spojinah, v premogu, oglji¬ kovi kislini, apnencu, kredi, dolomitu in drugih spojinah. Na¬ stopa pa tudi sam kot element v treh različnih oblikah, namreč kot diamant, grafit in kot brezliki ogljik. Pravimo, da je trolik. Diamant ali demant 1 je najtrša znana rudnina in zavzema zaradi svoje redkosti in drugih izrednih lastnosti odlično mesto. Čisti njegovi kristali so brezbarvni in prozorni kakor voda; do¬ bijo se pa tudi rdeči, rumeni, modri in tudi neprozorni, črni demanti, ki se imenujejo karbonadi. Kristalizira v različnih oblikah; vendar pa imajo vsi njegovi kristali, če so pravilno razviti, to skupno lastnost, da si lahko mislimo v njih tri enako 1 Gr. adamas = neuničljiv. 3 * 36 dolge in drugo na drugi navpično stoječe osnice, ki vežejo po dva nasprotna ogla (v oktaedru slika 21.) ali središči dveh na¬ sprotnih ploskev (v kocki), ali pa razpolovišči dveh nasprotnih robov (v tetraedru, slika 22.). Vsi kristali, ki imajo to lastnost, tvorijo pravilni ali regularni sistem ali sestav; vsakemu kristalu tega sistema si lahko mislimo včrtan pravilen oktaeder (sl. 22.). Dobijo se tudi dvojčki, sestavljeni, n. pr. iz dveh tetra- edrov (slika 23.). — Na de- mantovih kristalih, posebno Slika 22. na številnorobih, so včasih ploskve izbočene, tako da se pribli¬ žuje njih oblika krogli, n. pr. pri oseminštirideseteroploskovniku (heksakisoktaedru, sl. 24.) Vzporedno z oktaedrovimi ploskvami se da klati, kar spretno uporabljajo brusilci dragih kamenov. as Slika 24. Po svojih fizikalnih lastnostih presega demant vse druge rudnine. Obraziti se ne da od nobene, zato ga moremo brusiti le z njegovim prahom. S kladivom se sicer da zdrobiti v prah, ker je zelo krhek, ne topi se pa v nobeni kislini. Sp. t. = 3 - 5g. 37 Žarki, odbijajoči se od kristalnih ploskev, povzročajo močan sijaj (demantov sijaj), ki je na razkavih ploskvah napol kovinski; žarki pa, ki prehajajo v kristal sam, se pri vstopu močneje lomijo kakor v drugih rudninah in se pri tem raz¬ krajajo v mavrične barve. To prelestno razsipanje in prelivanje barv (ogenj) se pa v vsej svoji krasoti pojavi šele na brušenih diamantih. Z drgnjenjem postane električen. Nekateri diamanti se svetijo v temi, če so bili prej nekaj časa izpostavljeni solnčnim žarkom (fosforescenca). Diamant je čist ogljik; že 1. 1694. ga je sežgala florentinska akademija v žarišču votlega zrcala; 1. 1772. pa je spoznal La- voisier, da zgori v ogljikovo kislino (C0 2 ). Najstarejša, že v starem veku znana najdišča so v Vzhodni Indiji (planota Dekhan, Ceylon). Tam se nahajajo diamanti navadno v spremstvu platine in zlata v naplavinah, na dru¬ gotnih ležiščih, kamor jih je nanesla voda; njih prvotna ležišča pa so bila kamenine, iz katerih so se izluščili posa¬ mezni kristali vsled preperevanja. Pozneje so jih zasledili tudi v Braziliji, na Uralu, v Avstraliji in v Južni Afriki, kjer jih sedaj največ dobivajo. Nahajajo se tudi v meteoritih. Diamante rabijo za brušenje dragih kamnov, kot konice za rezanje trdih teles (stekla); večje, nečiste kosove vstavljajo v svedre za vrtanje predorov itd. 38 Ceno čistih diamantov določujejo po karatih (karat = 0-205 g), in sicer raste cena navadno v kvadratnem razmerju s številom karatov; en karat brušenega diamanta stane 200 do 300 K. — Brusijo ga v obliki briljanta ali pa rozete, in sicer z njegovim lastnim prahom. Da se dobi briljant, se odbrusita oktaedru dva nasprotna ogla, eden bolj, drugi manj, ob straneh pa se nabrusi več tri¬ kotnikov in četverokotnikov (faset); v prstanu se okviri samo rob prvotnega oktaedra, tako da ostane briljant prozoren (okvir- jenje a jour). Oblika rozete se da kamnu, če se hoče kolikor mogoče prihraniti na odpad¬ kih; na diamant se nabrusi mnogo tristra- ničnih faset. Najlepši briljant na svetu je „Regent“ v Parizu (slika 25.); prvotno je tehtal 400 ka¬ ratov, po brušenju, ki je trajalo dve leti, tehta 136-Jkar.; dičil je nekdaj meč Napo¬ leona I. Drugi znameniti briljant je angleški „Kohinur“ (slika 26.), ki pa tehta sedaj samo 106^ kar. — Največji diamant, ki ima obliko rozete, je ruski „Orlov“ (194-| kar., slika 27.); avstrijski „Florentinec“ (sl. 28.) tehta 1334kar. Naj večji izmed doslej najdenih diamantov je bil „Cullinan“ (slika 29.), ki so ga našli 1.1905. v Južni Afriki. Tehtal je 3032 karatov. Diamant je umetno napravil Moissan 1. 1897. s tem, da je raztopil v električni peči v staljenem železu sladkorjev ogljik; v hitro ohlajenem železu se je izkristaliziral ogljik v obliki drobnih diamantovih kri¬ stalov. Grafit 1 je tudi ogljik in kristalizira le redkokdaj v šestero- stranih ploščicah; navadno je gručav, jedrnat ali luskast. Trdota = 0-5 do 1. Barve je sive ali črne in se sveti kovinsko; taka je tudi njegova raza. Sp. t. = 2 g. Grafit je dober elektrovod in ga zaraditega uporabljajo v galvanoplastiki. Ker je zelo mehak, izdelujejo iz njega svinčnike. Grafit rabijo tudi za mažo strojev, za barvanje železnih peči in pa za topilne lonce, ker se ne tali niti pri temperaturah, pri katerih se talita zlato in platina. Gr. graphein = pisati. 39 Dobivajo ga na Češkem okoli Krumlova in na mnogih drugih krajih. V novejših časih dobivajo ob Niagarskih vodopadih velike množine umetnega grafita, in sicer iz navadnega oglja, ki se v električni peči izpremeni v grafit. Brezlik (amorfen) ogljik se imenuje vsak ogljik, ki ni diamant ali grafit. Slika 29. Najnavadnejši ogljik je lesno oglje. Dobiva se pri po¬ časnem ogljevanju lesa v kopah. To oglje je luknjičasto in rado vsrkava nekatere barve in vonjajoče pline, posebno one v vodi; zato ga rabijo za čiščenje vode. — Živalsko oglje pridobivajo potom žganja kosti, mesa ali krvi; lastnosti ima iste kakor prejšnje. — Saje so drobno razdeljen ogljik in na¬ stajajo, kadar zgorevajo ogljikovodikove spojine brez zadost¬ nega zraka: vodik se namreč spaja z zračnim kisikom v vodo, ogljik pa se useda na hladnejših mestih. Čiste saje uporabljajo 40 za tiskarsko črnilo, ki je ravno zaradi ogljika tako stano¬ vitno, da ga skoro ni mogoče uničiti. Šota, premog. Rastlinske snovi sestojijo večinoma iz ogljika, vodiKa in kisika. Če počasi preperevajo na prostorih, kamor ne pride zadosti zraka, izgubivajo polagoma vedno več vodika in kisika, ki se izločujeta deloma v obliki hlapnih ogljikovih spojin, Fot. VI. Svetličič (Ljubljana). Slika 30. Rezanje šote v okolici Bevk pri Vrhniki. deloma v obliki vode, medtem ko ogljik vedno bolj prevladuje. Čim dalje je torej trajal ta proces, tem več ogljika imajo do- tične „ogljenine“. Najmlajša ogljenina je šota, ki se dela posebno na barjih (Ljubljansko barje, slika 30.), kjer rastline pri tleh od¬ mirajo, a ne gnijejo, temveč počasi ogljenijo, ker brani voda, da ne pride zrak do njih; ker pa poganjajo navzgor nanovo rastline, s katerimi se godi isto, se nagromadijo na nekaterih krajih po več metrov debele plasti šote. 41 Rjavi premog je mnogo starejši od šote in se nahaja v višjih zemeljskih plasteh, in sicer v vseh mogočih prehodih od lignita 1 , ki je lesu podoben in se da rezati, pa do črnega premoga. Večinoma je nastal iz debel iglastih dreves, jesenov itd. Včasih je rjavi premog bolj črne barve, vedno pa ima rjav¬ kasto razo. Tak premog kopljejo v Kočevju, v Št. Janžu, v Za¬ gorju na levem Savskem bregu, v Trbovljah, v Hrastniku in v Velenju, zasledili so ga pa tudi v Zbiljah pri Medvodah; po¬ sebno mnogo ga ima Češka. Slika 31. Pridobivanje črnega premoga v plzenjski okolici na Češkem. Črni premog. Brez ostre meje prehaja rjavi premog v črni, katerega raza je črna. Nahaja se v mnogovrstnih raz- ličkih, ki se včasih svetijo, včasih pa so bolj medli. Nastal je iz praprotij in sorodnih rastlin, ki so bile drevesom podobne (slika 31.). Ta premog se nahaja v velikanskih skladih na Kitajskem, v Severni Ameriki, na Angleškem in v Nemčiji. Pri nas ga je nekaj na Orlah pri Ljubljani in v Savskih jamah pri Jesenicah. Antracit 2 je naj starejši premog; ogljenitev je v njem skoraj popolnoma dovršena. Sijaja je skoraj kovinskega, lepo školjkastega loma in velike krhkote. Veliki skladi antracita se 1 Lat. lignum = les. 2 Gr. anthrax = oglje. 42 nahajajo v Angliji in v Severni Ameriki; pri nas ga je neko¬ liko pri Sv. Križu nad Litijo in pri Mokronogu. Antracit ne gori rad, a pusti najmanj pepela in daje izmed vseh vrst pre¬ moga največ toplote, ker ima največ ogljika v sebi. Naslednja tabela nam kaže v okroglih številih, koliko od¬ stotkov ogljika, vodika, kisika in dušika je v lesu, šoti itd. Navadno se pa nahajajo v vsakem premogu tudi žveplene spojine. Ogljikova kislina ali ogljikov dioksid C0 2 nastaja vedno, kadar gori ogljik na zraku: C -(- 0 2 = C0 2 ; navadno jo do¬ bimo, če polijemo kos marmorja s solno kislino: CaC0 3 + 2 HC1 = CaCk -f H 2 0 -f C0 2 . Mehurčki dvigajoči se s šumenjem sestojijo iz ogljikove kisline, kalcijev klorid pa ostane v raztopini. C0 2 je plin brez barve, goreča telesa v njem ugasnejo. Vonja in okusa je ne¬ koliko kislastega, od zraka je l^krat težji. Mehurček iz milovine ne pade na dno posode, ki se v nji nahaja ogljikova kislina, temveč plava na kislini, ker je lažji od nje (sl. 32.). S pritiskom se zgosti v tekočino, ki se prodaja v jeklenih posodah. Če odpremo pipo take posode, začne kislina iz nje tako hitro izhlapevati, da je vsled utajanja toplote nekaj zmrzne. Ta snežnobela ogljikova kislina izhlapeva bolj počasi, pri tem se zniža temperatura na — 80 0 C. Ogljikova kislina je pravzaprav anhidrit kisline Zf 2 C0 8 , ki pa samazase ni znana, pač pa so nekatere njenih soli — karbonati — zelo važne in razširjene rudnine. Nekoliko Slika 32. 43 ogljikove kisline je vedno v zraku, posebno tam, kjer gori mnogo organskih snovi in kjer diha mnogo bitij; dosti je pride v zrak iz vulkanov, ponekod puhti iz zemlje (Pasja jama pri Napolju). Mehurčki, ki se dvigajo kvišku iz kozarca vina ali piva, so ogljikova kislina; tudi voda ima od nje osveževalen okus. Kislice ali slatine so vode, ki imajo mnogo te kisline v sebi. Ogljikova kislina je za življenje na zemlji zelo važna in igra v gospodarstvu narave zanimivo vlogo. Vemo že, da imajo vse rastlinske snovi v sebi ogljik. Rastline sprejemajo ogljikovo kislino iz zraka v velikih množinah in uporabljajo njen ogljik pod vplivom solnčne svetlobe za najrazličnejše ogljikove spo¬ jine, izdihavajo pa njen kisik nazaj v zrak, odkoder prihaja v pljuča ljudi in živali. V pljučih se spaja z ogljikom v oglji¬ kovo kislino, ki prihaja iz pljuč valstvu poleg ogljika v hrani še kisik, slednje mu pa vrača za rastlinski razvoj neobhodno potrebno ogljikovo kislino. Kadar razpadejo živalska in rast¬ linska telesa, preide večina ogljika v obliki ogljikove kisline zopet v zrak, odkoder se začne njegovo kroženje od bitja do bitja nanovo. V akvarijih, v katerih imamo razen živali tudi vodne rastline, ni treba vedno menjavati vode; rastline dajejo živalim kisik, same pa prejemajo od živali ogljikovo kislino. Ogljikov oksid (monoksid) CO nastaja, kadar gori oglje ob pomanjkanju zraka. V pečeh vidimo nad kupom žarečega oglja plamen modre barve; tu namreč zgoreva ob navzočnosti zraka ogljikov oksid v ogljikovo kislino, ki se je bila že spodaj napravila, a je, prehajajoča skozi više ležeče plasti žarečega oglja, oddala tem polovico svojega kisika. Ogljikov oksid je zelo strupen plin brez barve in tem nevarnejši, ker nima nobenega vonja. Male množine že po¬ vzročajo glavobol in omotico, večje so smrtnonevarne. Na¬ ravnost uničujoče deluje omenjeni plin vsled tega, ker se veže Živalstvo in rastlinstvo sta tedaj odvisna v svojih glavnih življenjskih potrebah drugo od drugega. Rastlinstvo podaja ži- zopet nazaj v zrak in iz njega nazaj v rastline (slika 33.). Slika 33. 44 z rdečim barvilom v krvnih telescih, ki postanejo nato ne¬ sposobna za sprejemanje neobhodno potrebnega kisika. Vodni plin je zmes iz CO -j- H 2 in se rabi kot ku¬ rilni plin. Gorenje v širšem pomenu imenujemo vsako s svet¬ lobnimi in toplotnimi pojavi združeno spajanje kake tvarine (goriva) z drugo, v ožjem pa spajanje kake snovi z zračnim kisikom. Gorljive tvarine se vžgo šele pri določeni temperaturi (gorilna temperatura), ki jo n. pr. dosežemo s tem, da se jih dotaknemo s plamenom vžigalice; prižgane proizvajajo same od sebe za gorenje potrebno toploto. Tudi lahko gorljivi plini, n. pr. metan, se vžgo šele, če se dosti segrejejo (Davyjeva svetilka za rudarje). V prvi vrsti pride kot gorivo v poštev ogljik in njegove spojine z vodikom; vedno se pri tem proizvaja ogljikova kislina, oziroma poleg nje tudi voda. Gorenje pospešujemo z dovajanjem zraka, zadušimo pa ga, če zabranimo zraku pristop do goreče tvarine. Čist ogljik in železo zgorita z ognjenim si¬ jajem, a brez plamena. Plamen pa opazujemo pri žveplu in pri fosforju, sploh pri vseh telesih, ki se pred gorenjem vsaj deloma izpremene v pline. Če približamo vžigalico stenju lojeve ali voščene sveče, ki sestoji iz samih ogljikovodikov, se njena snov v stenju najprej stali, vname pa se šele plin. V plamenu sveče (slika 34.) opazujemo ob koncu stenja v sredini temen stožec (a). Tu se nahajajo plini, ki zaradi nezadostnega zraka ne gorijo. Ta del plamena je obdan od veliko večjega svetlega stožca (h); v njem zgorevajo neka¬ teri plini, drugi pa, n. pr. etilen, se razkrajajo ter oddajajo ogljik, ki s svojim žarenjem povzročuje svetlobo plamena. Če držimo v plamenu kako mrzlo telo, n. pr. ploščo iz porcelana, se vsa pokrije s sajami: ogljik se na plošči ohladi in ne more zgoreti. Ta stožec je še obdan od slabosvetlega, ozkega plašča (c), kjer zgoreva med proizvajanjem velike vročine tudi ogljik. V temnomodrem spodnjem robu (d) je temperatura zaradi dvi¬ ganja zraka nizka; tu se tvori najprej ogljikov oksid, ki pa zgori v ogljikovo kislino. Tudi slabosvetli plameni dajo veliko svetlobo, ako v njih žare gotova telesa. Pri Auerjevi žarilni Slika 34. svetilki n. pr. izžareva vrečica, prepojena z oksidom dveh red¬ kih kovin (tora in cera), močno belo svetlobo. Žveplo-ogljik CS 2 se tvori, kadar pridejo žveplove pare v dotiko z žarečim ogljem. Težji je od vode in lomi svet¬ lobo zelo močno; zavre že pri 46° C, vname se pa zelo rad. V njem se topijo razne tvarine, žveplo, olja itd. Njegove pare tvorijo z zrakom močno eksplozivno zmes. Karborund ali silicijev karbid Si C dobimo, če segrejemo zmes kremenjakovega prahu z ogljem v električni peči. Njegovi kristali so temne, a sijajne barve. Rabijo ga kot brusilno sredstvo, ker je skoraj tako trd kakor diamant. B. Kovine. Kovine so elementi posebnega „kovinskega“ si¬ jaja, so dobri prevodniki toplote in elektrike ter so tudi v tenkih listkih neprozorni. Izvzemši živo srebro so vse kovine pri navadni temperaturi trdna telesa in kristalizirajo navadno v regularnem si¬ stemu. Vsaka kovina ima svoje posebno ta¬ lišče in vrelišče; molekule plinastih kovin so enoatomske. Kisline se spajajo s kovinami v soli in oddajajo vodik. Po teži jih delimo v lahke (sp. t. = 0-5 do 3 g) in težke (sp. t. = 7 do 22 g) (slika 35.). 215 83 1359 78 to. 1751S 8989 114 M LiK MiMjCaiiiaSnreMnNiGii^PliHgfluR Slika 35. Lahke kovine. a) Alkalijeve kovine so enomočni elementi, ki na zraku zelo radi oksidujejo, zato jih morajo hraniti v kamenem olju. S kisikom in vodikom tvorijo močne baze. Kalij (K 1 = 39) je mehka kovina bele barve. Če vržemo košček kalija v posodo z vodo, se začne voda takoj razkrajati in naredi se kalijev hidroksid KOR. Pri preosnovi sami se razvija toliko toplote, da se prost vodik vžge; kalij podeli plamenu vijoličasto barvo. Raztopina v vodi se imenuje kalijev lug, ki je močna baza; rabijo ga za izdelovanje mehkega mila. 46 Silvin KOI, ki kristalizira v brezbarvnih kockah, se nahaja z drugimi solmi vred kot povrhnina v Strasfurtu in v Kaluži na Ga- liškem; rabijo ga za pridobivanje kalija. Silvin in druge kalijeve spojine so za poljedelstvo ve- i like važnosti, kajti kalij po¬ trebuje vsaka rastlina neob- hodno za svojo rast; v rastlin- Slika 36. skem pepelu se nahaja vedno Kalijev karbonat K. 2 C0 3 ali pepelika, ki jo ra¬ bijo za izdelovanje mila in za kalijevo steklo. Kalijev klorat KC10 3 uporabljamo za pridobivanje kisika, za umetalni ogenj in za vžigalice. Kalij e v nitrat KN0 3 (kalij ev solitar) tvori brezbarvne kristale (slika 36.) slanega okusa in gauporablj ajo za ohra- njevanje suhega mesa in pa za izdelovanje črnega smodnika. Če stalimo v epruveti košček tega so- litarja in vržemo vanj drobce oglja ali žvepla, zgorijo z velikim sijajem. Črn smodnik sestoji iz 75% solitarja, 12% žvepla in 13% oglja. Ko se vname, se razvijejo dušik, ogljikova kislina in nekaj drugih plinov, ki zavzemajo vsled visoke temperature Slika 37. okrog 2000 krat večjo prostornino, nego jo je imel smodnik. Zato se rabi smodnik kot razstrelivo. Kalijev sulfat K^SOi se nahaja v kajnitu in ga ra¬ bijo kot gnojilo. Natrij (Na 1 — 23) je, ako ga narežemo, srebrnosvetle barve ter je v svojih last¬ nostih zelo podoben kaliju. Plamenu podeli rumeno barvo. Če ga denemo v vodo, dobimo natrijev hidroksid NaOH ali natrijev lug. Slika 38. Državne soline v Kopru (Istra). Natrijev klorid ali kamena sol NaCl (slika 37.), koje fizi¬ kalne lastnosti smo že spoznali, je najvažnejša natrijeva spojina. Dobimo jo, ako nevtraliziramo natrijev lug s solno kislino: NaOH-\- HC1 = NaCl -f- H 2 0. Služi nam predvsem kot začimba za jedila. Potom elektrolize dobivajo iz nje natrij. Sol dobivajo na različne načine: v rudnikih v Vjelički in Boh- niji lomijo čisto sol; mnogo skladišč se nahaja v alpah, n. pr. pri Halu na Tirolskem. Kjer ima sol tuje primesi v sebi, 48 jo čistijo s tem, da jo v vodi raztopijo, na kar se neraztopne primesi vsedejo na dno; nastalo slanico napeljejo v kotle, v katerih se izpariva voda, na dnu pa ostaja sol (varjena sol). Tudi v morski vodi in v nekaterih jezerih, n. pr. v Mrtvem morju, je raztopljene mnogo soli. V toplih krajih napeljejo morsko vodo v plitve gredice, soline (slika 38.), kjer izhlapeva voda in se iz nje izločuje sol (morska sol). Tudi v severnih krajih jo dobivajo iz morske vode; izločuje se namreč sol tudi iz vode, ki zmrzuje. Natrijev nitrat ali čilski solitar NaN0 3 uporabljajo za dobavo solitarne kisline in rabi zaradi dušika kot gnojilo. Slika 39. Sodo ali natrijev karbonat Na 3 C0 3 rabijo za steklo in za milo. Njegovi kristali imajo v sebi nekaj „kristalne“ vode: Na 2 C0 3 . 10 H 2 0; ako jih segrejemo, se izpremene, izgu- bivši vodo, v bel prah. Natrijev b i k ar b o n at NaHC0 3 uporabljajo v zdra¬ vilstvu in za osvežujoče pijače. Natrijev sulfat ali Glauberjeva sol Na 2 SO i se nahaja v rudniških vodah in jo rabijo v zdravilstvu. b) Alkalijeve glinične kovine se nahajajo v zemlji v veliki množini in so dvomočne; najvažnejši sta kalcij in magnezij. 49 Kalcij (Ca 11 = 40). (Bunsen 1855.) Mnoge zelo razširjene rudnine vsebujejo kalcij, predvsem apnenec ali kalcit CaCO s (kalcijev karbonat) (slika 39.), ki kristalizira pogosto v šesterostranih piramidah (slika 40.), še večkrat pa v romboedrih (slika 41.), likih, omejenih od šesterih skladnih rombov. Dostikrat imajo kristali obliko skalenoedra 1 (slika 42.); mnogokrat se nahajajo na enem in istem kristalu različne ploskve (slika 43. in 44.). Vsi apnenčevi kristali so razkolni vzporedno s ploskvami romboedra. Čisti kristali so pro¬ zorni in brez barve ter lomijo vpadajoč svetlobni trak dvojno (islandski dvolomec, sl. 45.). Večinoma pa je apnenec gručav; iz mnogih nepopolno razvitih kristalov sestavljen apnenec se imenuje krista- last, in sicer zrnat, ako so kristali podobni zrnom; ako so kristali razviti v podolžni smeri, govorimo o protastem ali vlaknatem apnencu. Kadar pa so zrna tako drobna, da jih z golim očesom ne moremo več razločevati, rečemo, da je apnenec jedrnat. 1 Gr. skalenos = neenakostraničen, neenak. Dr. H eri e, Kemija in mineralogija. a Slika 43. 4 50 Apnenec je zaradi mnogovrstnih primesi (posebno žele¬ zovih in ogljikovih) različne barve, sive, rdeče, rumene, rjave, zelene ali črne; mnogokrat je lisast, pisan, progast. Ker nima velike trdote (t. — 3) C >0 L0 Slika 45. in se da obraziti že z mehkim železom, je jako pripraven ka¬ men za obdelovanje. Od vode je 2-7 krat težji. Ako polijemo ko¬ šček marmorja ali krede s solno kislino, se začnejo s šumom dvigati kvišku me¬ hurčki ogljikove kisline: CaC0 3 -f- 2 HC1 = CaCl 2 -j- H 2 0 -j- C0 2 , kalcijev klorid se med tem v vodi topi; zaraditega uporab¬ ljajo apnenec za pridobivanje ogljikove kisline. Če apnenec zelo segrejemo (n. pr. v apnenicah), razpade v kalcijev oksid ali žgano apno in pa v ogljikovo kislino: CaC0 3 = CaO + C0 2 . Žgano apno, ki se stali šele pri naj¬ višjih temperaturah, se spaja razvijajoč toploto z vodo v kal¬ cijev hidroksid ali gašeno apno: CaO -f HoO - Ca (O H). >, ki je Slika 46. močna baza in raz¬ jeda kožo in obleko. Njeno raztopino v vodi imenujemo apneno vodo in jo rabimo kot reagencijo 1 ali spoznavalno sredstvo za ogljikovo kislino; 1 Lat. reagere = nasproti delovati; odgovoriti. 51 ob njeni navzočnosti se namreč začne iz apnene vode izločevati apnenec, ki ni raztopljiv v vodi. Ravno zaraditega uporabljajo s peskom mešano ugašeno apno — malta — za zidanje; malta se na zraku počasi strdi, jemajoča mu ogljikovo kislino, odda¬ jajoča pa vodo: Ca(OH) 2 C0 2 = CaCO s -f- H 2 0. Nastali kristalci apnenca vežejo pesek in zidno kamenje; ker se vrši vsa preosnova počasi in se pri tem proizvaja voda, je jasno, da je tako zidovje dalje časa samoodsebe vlažno. Dobro malto da le „mastno“, t. j. čisto apno. Apnenec sam se raztopi le v taki vodi, ki ima v sebi ogljikovo kislino, in sicer kot dvojnoogljikovokisli apnenec ali kalcijev bikarbonat: CaC0 3 + H. z O -f C0 2 = = CaH 2 (C0 3 ) 2 . Vsaka po apnencu tekoča voda ima nekaj tega karbo¬ nata v sebi (trda voda); izra¬ čunali so, da ga odnese n. pr. porečje Labe vsako leto okrog 140 milijonov kilogramov v morje. Vsled te razdirajoče sile vode so se napravile jame na Krasu, polne kapnikov, ki pa zopet niso nič drugega nego tvorbe vode; kjer so se zbirale kapljice na stropu in se je izločeval iz njih apnenec, so nastali navzdol viseči kapniki, stalaktiti 1 , njim nasproti pa so se dvigali iz tal stalagmiti 1 . Oboji so včasih združeni v stebre; med špranjami se napravijo prekrasni prosojni zastori. Svetovnoznana je v tem oziru Postojnska jama (glej uvodno prilogo). V takih jamah in zijalkah so stene in tla navadno vsa pokrita s sigo, ki je mnogokrat še čisto mehka. Tanke kap¬ nike opazujemo tudi pod oboki mostov, zgrajenih iz apnenca. Fot. MUDr. V. Zeman v Turnovu. Slika 47. Skale iz krede na otoku Rujana. 1 Gr. stalassein = kapljati. 4 * 52 Tudi voda, ki vsebuje mnogo apnenca in teče po rastlinah, more izločevati apnenec, in sicer zaraditega, ker porabljajo rastline ogljikovo kislino. Tako nastane lehnjak (n. pr. na Okroglem pri Kranju). Tak lehnjak — travertin — so kot stavbeni kamen lo¬ mili že v starih časih v Tivoli blizu Rima in so iz njega zidali vse velikanske stavbe tega mesta; cerkev sv. Petra in ogromni ko- losej n. pr. sta sezidana ve¬ činoma iz kvadrov tega apnenca. Ogromne množine ome¬ njenega apnenca dovajajo reke morju, a kljub temu ga je v morski vodi raz¬ meroma veliko manj nego v sladki, ker ga uporabi nebroj različnih živali za svoje lupine. Mnoge teh živalic so silno majhne, n. pr. foraminifere (sl. 46.), od kojih so v enem gramu peska iz morja pri Napolju našteli 35.000 lupinic. Ka¬ dar poginejo foraminifere, ostanejo njih lupine na morskih tleh, se ondi na- gromadijo in počasi strdijo v apnenec, tvoreč velikan¬ ske sklade zemeljske skorje. Tudi kreda je sestavljena iz predrobnih lupinic mor¬ skih živalic (Angleška, Rujana, slika 47.). Tuintam se dobi apne¬ nec, ki je sestavljen skoro iz samih polževih in školjčnih lupin; na Obirju in v Pliberku se dobiva jedrnat apnenec, ki se izpre- minja zaradi školjčnih lupin v pestrih barvah (izpreminjasti Slika 48. Pisani marmor z okameninami iz Podpeči pri Ljubljani. (Original: okro¬ gla namizna plošča v deželnem muzeju v Ljubljani.) Baba Dolgi Hrbet Skuta Grintavec (2154 m) (2479 m) (2530 m) (2559 m) Apnenčevo gorovje: Savinjske planine. v 'S: 53 marmor). Kamenopisni skrilavec, ki ga dobivajo v Solenhofenu na Bavarskem, je tudi jedrnat apnenec in ga rabijo za kamenopis. Navadni jedrnati apnenec je sivkaste ali belkaste barve in tvori gorske skupine; pri nas: Triglavsko gorovje, Savinjske alpe (planine) [glej prilogo] itd. Pisani marmor je jedrnat ali drobnozrnat apnenec, sestavljen iz raznobarvnih, ostrorobih kosov, ki so se zvezali pozneje z lepilom. Lep se nahaja pri Tržiču pod Ljubeljem in Slika 49. pri Škofji Loki. Rdečkasti marmor se dobiva v Savinjskih alpah. Pisan in črn marmor z velikimi in mnogoštevilnimi okameninami lomijo v Podpeči pri Ljubljani (slika 48.). Pravi marmor je precej drobnozrnat kristalast in čist apnenec, kakor sladkor bele barve. Svetovnoznan je marmor, ki ga že nad 2000 let lomijo v bližini mesta Carrara ob južnem vznožju Apeninov (slika 49.). Iz njega so izklesana večinoma vsa umetniška dela, ki jih občudujemo v Italiji (nagnjeni stolp in cerkev v Pizi). V starem veku so izdelovali iz parskega mar- 54 1 morja grški umetniki sohe. Pentelijski marmor v Atiki je dal stavbno gradivo za partenon in propileje na Akropoli in za mnogo drugih stavb. Z glino zmešanemu jedrnatemu ap¬ nencu pravimo lapor (ob desnem bregu Kamniške Bistrice, vPodrotiji pri Idriji itd.); če je razen tega še skrilav in se rad kolje, pa o p o k a. Ako žgemo lapor ali pa umetno na¬ pravljeno zmes apnenca in gline, dobimo belkast prah, cement, ki ima lastnost, da se v vodi, trdno vezoč primešani mu pesek in gramoz, strdi v beton; zaradi tega ga uporabljajo posebno za gradnje pod vodo, za opore, stebre in oboke mostov (slika 50.). Prvo mesto zavzema zaradi posebno ugodnih svoj štev močno žgani „portlandski“ cement, ki ima v sebi okoli 66°/ 0 CaO, dočim ga ima „romanski“ ce¬ ment samo 50%; puzolanski cement so rabili že stari Rimljani za stavbe. Beton pridobiva vedno večjo veljavo kot izborno, vsestranski uporabljivo stavbno gradivo, posebno oni z železnimi vložkami, ki nje¬ govo upornost še izdatno povečajo. Iz vsega tega je razvidno, da je ap¬ nenec rudnina, ki je že od davnih časov glede praktične kakor umetniške uporabe neprecenljive vrednosti za človeka. Usedline ali sedimenti 1 . Na obronkih in ob podnožju naših Alp, ki so večinoma sestavljene iz apnenca, vidimo groblje gru¬ šča ali gramoza, t. j. robatega kamenja, ki je prišlo tja z višav vsled neprestanega raz¬ padanja kamenin, katero povzročujejo raz¬ lični činitelji, predvsem voda, ozračje in pa 1 Lat. sedimentum = usedlina. 55 menjava topline. Na mnogih krajih se useda med gruščeve kose kaka rudnina, n. pr. apnenec, ter jih trdno veže med seboj; tako nastalo kamenino, sestavljeno iz robatih kosov in vezil- nega lepila, imenujemo sprimek. Mnogo grušča pa odnese voda, posebno ob hudih nalivih, navzdol v potoke in reke, pri čemur se posamezni kosi vedno obrusijo; voda jih pušča kot reški prod na gotovih mestih (slika 50., A in B). Vse naše reke, n. pr Soča, Idrijca, Sava, Savina in Drava prinašajo velike množine proda s seboj. V produ dobimo deloma oblaste, deloma sploščene kose (opla- kovci, ploščice). Če se ti kosi sprimejo na sličen način kakor gruščevi, tvorijo laboro ali konglomerat 1 , kakršna se nahaja v velikih skladih ob bregovih Save in Kokre na Go¬ renjskem (slika 50., C). Poleg proda puščajo reke tudi cele sipine peska, t. j. drob¬ nih zrn, ki so se odkrušila od večjih kosov. Z lepilom zvezana peščena zrna kremenjaka dado peščenec, ki se rabi za stavbe, za kamnorezna dela, za bruse in mlinske kamne. Vse kamenine, ki nastanejo, kakor sprimek, labora in pe¬ ščenec, vsled usedanja v vodi, imenujemo usedline ali sedi¬ mente. Ker je premnog apnenec nastal vsled usedanja živalskih lupinic, štejemo tudi tak apnenec med usedline, in sicer med usedline živalskega izvora (n. pr. kreda). Tudi premog je usedlina, toda rastlinskega izvora. Aragonit 2 je kakor apnenec, kalcijev kar¬ bonat CaCO s , samo da so njegovi kristali različni od apnenčevih; imajo namreč (slika 51.) obliko šesterostraničnih prizem, kojih prerez je someren šesterokotnik. Aragonit je malo težji in trši od apnenca ter različne barve, a vedno bele raze. tam se dela graševec, ki je zložen iz zrn raz- slika 51. lične velikosti. Železov cvet, ki se nahaja posebno v Erzbergu blizu Eisenerza, tvori kakor sneg bele koralaste, rogljaste in grmi¬ časte posnemke. Nahaja se kot vrelovec v Karlovih varih; isto- 1 Lat. conglomerare = skopičiti. 2 V Aragoniji na Španskem ga je mnogo. 56 Slika 52. Slika 53. Ker je aragonit bolj redek, nima za človeka daleko tistega pomena, kakor ga ima apnenec, kojemu je po kemični sestavi enak, samo da se izločuje navadno le iz tople vode. Sadra, malec ali gips 1 je kalcijev sulfat CaSO i • 2H 2 0 ter kristalizira (slika 52., 53.) navadno v obliki prozornih, brezbarvnih plošč, ki se rade koljejo v listke. Navadno pa je sadra kristalasta; tanke prozorne plošče imenujejo Marijino steklo. Drobnozrnata ali jedrnata bela in prosojna sadra se imenuje alaba- ster; nahaja se posebno v Italiji, kjer izdelujejo iz njega vaze, kipe, stebre pri oltarjih itd. Navadni sadrenec je siv¬ kaste ali rdečkaste barve in se nahaja n. pr. na Šenturški gori pri Cerkljah, na Savi pri Jesenicah. Sadra se da obraziti z nohtom, je nekoliko mehkejša od kamene soli in je 2-3 krat težja od vode. Raza barvanih različkov je vedno bela. Sadra navadno spremlja kameno sol, in sicer se nahaja vedno v spodnjih plasteh (n. pr. v Vjelički). Če segrejemo v epruveti sadren prah do 100° C, izgubi tri četrtine svoje vode; taka žgana sadrena moka pa se z vodo zmešana zopet strdi; vsledtega se rabi za odtiske in kot upo¬ dabljajoče sredstvo za posnemke marmor¬ natih soh itd. Če pridenemo sadreni kaši nekaj lima, se strdi sicer počasneje, a se da brusiti in gladiti in se uporablja za izbočene okraske sten in stropov (štukature 1 2 ); čepa zmešamo različnobarvane sadrene pogače, se napravi umetni marmor, ki je pra¬ vemu zelo sličen, a je mnogo cenejši in se¬ veda ne tako trd. Sadra, katero smo preveč žgali (200° C) in ki je izgubila vso svojo vodo, ni za omenjeno rabo, ker se več ne strdi. Tudi za poljedelca je sadra važna; njeno moko trosi na trav¬ nike, da dobivajo rastline, posebno detelja, prepotrebno žveplo. Slika 54. 1 Gr- gypsos = kreda, mehko apno. 2 Ital. stucco = malec. 57 Fluorit 1 ali jedavec CaF 2 kristalizira navadno v okta- edrih in v kockah, ki imajo namesto oglov ploskve, katere bi podaljšane tvorile oktaeder. Dobijo se tudi dvojčki, sestavljeni iz dveh kock (slika 54). Vzporedno z oktaedrovimi ploskvami je razkolen. Čisti kristali so brez barve in prozorni, navadno pa različno barvani, posebno rumeno, zeleno in modro. Raze pa so vedno bele. Lepi kristali iz Cornwalla fluorescirajo, t. j. proti svetlobi so morskozeleni, od svetlobe pa vijoličastomodri. Jedavec je trši od apnenca, je steklenega sijaja in pri¬ bližno trikrat težji od vode. Njegov prah fosforescira, če se postavi v temnem prostoru na razbeljeno železno ploščo. Rabijo ga za pridobivanje fluorovodika. Kalcijev klorid CaCl 2 je zelo higroskopičen, zato ga rabijo za sušenje zraka. Kalcij sam se iz svojih spojin le težko dobi, in sicer v obliki belih, sijajnih kristalov; od vode je 1-9 težji in se tali pri 800° C. Magnezij {Mg 11 = 24) (Bunsen 1852) se nahaja v naravi v mnogih spojinah in se iz njih dobiva. Je lahka kovina (sp. t. = 1*7 g) srebrnobele sijajne barve, ki se izpremeni na zraku le malo. Zgori z velikim sijajem v mag¬ nezijev oksid MgO. Magnezij ev sulfat ali grenka sol JfgS0 4 - 7 H 2 0 je raztopljen v nekaterih rudninskih vodah (n. pr. na Moravskem in Ogrskem), kijih zaradi njihovega okusa imenujemo grenke vode. Magnezijev karbonat ali magnezit MgC0 3 krista¬ lizira kakor apnenec in je različne barve; rabijo ga za prido¬ bivanje ogljikove kisline in grenke soli. Dolomit 2 kristalizira tako kakor apnenec v romboedrih in je temu zelo podoben, a ima poleg kalcijevega karbonata v sebi še magnezijev karbonat, CaCo a • MgCO s in zašumi šele, če ga polijemo s segreto solno kislino. Dolomit tvori ponajveč skupaj z apnencem visoka gorovja. 1 Lat. fluere = teči. 2 Dolomieu je bil profesor mineralogije v Parizu. 58 Olivin 1 kristalizira v stebrih in ploščah in je navadno zelene barve ter sestoji predvsem iz magnezijevega silikata Mg 2 SiO i . Ze- lenkastorumeni prozorni kristali, ki se najdejo v pesku na Ceylonu, se radi trdote (t. = 7) brusijo kot dragoceni kamni (krizoliti 2 ). Nahaja se tudi v vulkanskih prodorinah in pa v meteoritih. Serpentin 3 4 5 se nahaja v jedrnatih, vlaknatih in zrnatih oblikah različne barve ter nastaja navadno iz olivina in ima poleg magnezijevega in železovega silikata še nekaj vode v sebi. Iz dragega serpentina izdelujejo gumbe, lonce, tobačnice itd., iz vlaknastega serpentina ali serpentinovega azbesta pa tkanino, ki v ognju ne zgori. Stiva je neprozorna, belkasta in jedrnata, kakor sadra trda rudnina, slične sestavine kakor serpentin, je luknjičava in plava torej na vodi. V ognju žarjena otrdi in se nekoliko skrči. Dobiva se predvsem v Mali Aziji; iz nje izdelujejo tobačne pipe in cevke za smodke. Lojevec je vodnat magnezijev silikat; dobiva se v raz¬ ličnih gručah ter je navadno belkaste ali zelenkaste barve in ga zaradi njegove mehkote (med prsti se čuti masten kakor milo) uporabljajo kot mažo za jermena in lesene dele pri strojih, z njim gladijo marmor. V ognju razžarjen po¬ stane zelo trd. Salovec je jedrnat lojevec in ga uporab¬ ljajo slično, n. pr. za pisanje in risanje po suknu in po steklu. Rogovača ali amfibol 1 kristalizira v kratkih šesterostraničnih stebrih, ki imajo na vsakem koncu po tri malo nagnjene ploskve (slika 55.). Kristali so črni, se močno svetijo in so trši od jekla. Pri nas se nahaja na koroškoštajerski meji. Trakovec ali aktinolit 6 se imenujejo zeleni protasti kristali; v sled prhnenja se izpremenijo v amfibolov azbest, iz katerega Izdelujejo negorljive stenje za svetilke. 1 Lat. oliva = oljka. 2 Gr. chrysos = zlato, gr. lithos = kamen. 8 Lat. serpens = kača (ker je različno pisan). 4 Gr. amphibolos = dvoumen, ker se lahko zamenja z avgitom ali turmalinom. 5 Gr. aktis = trak, žarek; gr. lithos = kamen. 59 Nefrit 1 je zelenkasto barvan različek rogovače ter je zelo trd in žilav, zaradi česar so ga rabili v predzgodovinski dobi za sekire in dleta (mostičarske sekire z Ljubljanskega barja). Na Jutrovem izdelujejo še dandanes iz njega ročaje za sablje, pečatnike, vaze in amulete. Nahaja se ponekod v Aziji. Lomijo ga na ta način, da razbelijo najprej skale in jih potem polijejo z vodo. Avgit . 2 Njegovi zeleni in črni kristali imajo obliko osmero- kotnih prizem (slika 56.). Trd je kakor rogovača. J a d e i t so rabili v kameni dobi slično kot nefrit za sekire. Take sekire so našli v poznejši dobi v Švici, na Francoskem in v Italiji. Ker se nahaja samo v Aziji, sodijo, da so ga dobivali takratni evropski prebivalci od azijatskih narodov. Avgit in rogovača imata poleg drugih snovi vedno v sebi magnezijev silikat in se nahajata v mnogih prodorinah, posebno v baz altu, ki tvori ponekod, n. pr. na Če¬ škem, Francoskem in Islandiji, mogočne ste- braste kope ter daje izvrsten gramoz za ceste. Bazalti spadajo med prodorine, t. j. kamenine, ki so tekoče prodrle iz zemlje ter so potem skrepenele. Tudi dandanes se Slika 56. nahajajo v globokih plasteh zemlje velikanske mase razbeljenotekočih tvarin, ki prodirajo, dvignjene vsled sil¬ nega pritiska kvišku, kot lava iz vulkanov na površje naše zemlje, kjer se počasi strdijo. Taka znana vulkana v Evropi sta Vezuv (slika 57.) in Etna. Obenem bruhajo vulkani poleg različnih plinov, n. pr. ogljikove kisline, tudi mnogo trdnih snovi iz sebe, predvsem vulkanski pepel in pesek, ki se, pomešan z vodo, polagoma strdi v vulkanski gr o h. Barij (Ba 11 =137) je lahka kovina; nahaja se v baritu HaSO^, ki kristalizira v ploščatih ali stebrastih kristalih. Zaradi velike spec. teže (4• 5 g) imenujemo tudi tež e c. Drobno zmletega uporabljajo kot belo barvo („permanentno belilo"). 1 Gr. nephros = ledvica; veljal je v starem veku kot sredstvo zoper bolezni v ledvicah. 2 Gr. avge = sijaj, ker se sveti v bazaltu. 60 c) Glinične kovine se odlikujejo po svojstvu, da ne oksi¬ dirajo na zraku; najvažnejša je Aluminij (Al m = 27). 1 (Wohler 1827.) Ta lahka (sp. t. = 2 - 6g) srebrnobela, precej mehka in teniva kovina, ki se pri 700° C tali, je, dasiravno se nahaja samo v spojinah, izmed vseh kovin najbolj razširjena; v ze¬ meljski skorji je 7'8% aluminija. Nahaja se skoro v vseh Slika 57. Lava na Vezuvu. kristalastih silikatih, v živcu, v sljudi, v glinici, glini in ilovici, sploh v vsaki grudici zemlje. Dobivanje tega „srebra iz ilovice" je bilo v prejšnjih časih zelo težavno; še 1. 1852. je stal 1 kg aluminija 6000 fr., dočim stane sedaj, ko se pridobiva elektro- litičnim potom, komaj par kron. V zraku se ta kovina ne izpremeni, ker se takoj prevleče s tanko mrenico oksida. 1 Lat. alumen = galun; ta aluminijeva sol je bila davno prej znana nego aluminij sam. 61 Aluminij rabijo tudi za zlitine; z magnezijem staljen daje „magnalij“, ki je zelo lahek in se ne izpremeni ne v zraku, ne v vodi. Če se zmes iz aluminijevega prahu in kakega oksida, n. pr. železovega (termit) s posebnim vžigalom (n. pr. kalijevim kloratom) zažge, se začne aluminij spajati s kisikom dotičnega oksida in se pri tem proizvaja tolika toplota, da se kosi železa stale že v nekoliko minutah. Pri tem se tvori silno trd alu¬ minijev oksid, ki se nahaja tudi v naravi kot Korand 1 A1 2 0 3 , ki kristalizira v sesterostranih prizmah in piramidah; včasih so na istem kristalu združene ploskve obojne vrste s ploskvami romboedra vred (slika 58.). Prozorni in lepo rdeče barvani kristali se imenujejo rubini 2 , modri pa safirji 3 ; dobijo se tudi rumeni, „orijentalski topas“, in vijoličasti, „orijentalski ametist". Lepe kristale dobivajo na Ceylonu, v Siamu, v Birmi in v Hindukušu, in sicer navadno na drugotnih ležiščih v spremstvu drugih dragocenih kamnov, zlata in platine. Navadni korund ali demantovec je neprozoren in nečiste, navadno temne barve; smi- rek 4 z otoka Naksa pa je drobnozrnat in modro- sivkast; oba rabijo zaradi njihove trdote — korund je za diamantom najtrši kamen — za brušenje jekla in dragocenih kamnov. Korund je štirikrat težji od vode in je kristalizirana glinica A1 2 0 3 . Lepi, prozorni korundi se čislajo že od nekdaj zaradi trdote in sijaja kot dragi kamni prve vrste, posebno pa čisti in temnordeči rubini, ki jih zaradi njihove redkosti še više cenijo nego diamante; karat brušenega rubina stane okoli 600 K. Odpadke rubinov uporabljajo kot blazinice za kolesca žepnih ur. V novejšem času izdelujejo v Parizu umetne rubine in satire. Beauxit 5 ali bohinjka je aluminijev hidroksid in ima na¬ vadno primešanega nekaj železa ter je rdeče barve. Dobiva se 1 Staro indijsko ime. 2 Lat. ruber = rdeč. s Saphir, hebrejska beseda. * Gr. smyrizo = brusim. 5 Beaux je mesto na Francoskem. Slika 58. 62 na Francoskem in pri Bohinjski Bistrici; z razžarevanjem se dobi iz te rude najprej glinica ( A1 2 0 3 ), ki se potem z močnim električnim tokom razkraja v aluminij in kisik. Slika 59. Kalijev galun AlK(SO t )» • 12 H 2 0 se izločuje iz raztopin v lepih kristalnih druzah, sestavljenih iz oktaedrov z odbitimi ogli (slika 59.). Plamenu podeli zaradi navzočega kalija vijoli¬ často barvo. Rabijo ga pri izde¬ lovanju papirja in v barvarstvu. Granat 1 (slika 60.) kristali¬ zira slično kot diamant, posebno rad pa kot rombov dodekaeder, ki se imenuje tudi granatoeder (slika 61.). Tak kristal je omejen od dvanajst skladnih rombov in ima kakor n. pr. oktaeder tri enake navpično stoječe osnice; razen tega so znane tudi razne 1 Lat. granum zrno. 63 druge kristalne oblike (slika 62., 63.). Trdote je približno iste kakor kremenjak, sp. t. = 4 g. Granati so sestavljeni iz raz¬ ličnih silikatov, ki vsebujejo poleg aluminija železo, kalcij in magnezij. Najnavadnejši so sledeči različki: Grosular 1 , ki je zelene barve, in pa rdečkastorumeni h e s o n i t sestojita iz 3 CaO • A1 2 0 S • 3 Si0 2 . Temnordeči almandin, ki se brusi kot dragocen kamen in se najlepši dobiva na Ceylonu, ima mesto kalcija v sebi železo. Navadni granat je umazanozelenkaste ali rdečkaste barve ter je neprozoren. Pirop 2 ali češki granat je krvavo- rdeče barve in se nahaja v Merunicah in v okolici Tišina na Češkem; mesto kalcija ima v sebi magnezij. Granate brusijo z drugimi dragocenimi kamni vred v Turnavu na Češkem. Topaz 3 kristalizira v prizmah, v kojih po¬ vprečni prerez si lahko mislimo včrtan romb (slika 64.). Kristali so steklenega sijaja in so ali brezbarvni, ali pa različno barvani, navadno rumeno; topaz, kakor večina kamnov, nima torej svoje lastne barve, temveč je obarvan. Težak je kakor diamant in ker je trši od kremenjaka, ga bru¬ sijo kot dragocen kamen, ki pa nima visoke cene; en karat 1 Lat. grossularia = agras, kosmulja. 2 Gr. pyropos = ognjenih oči. 3 Grško ime topazion. 64 brušenega topaza stane okoli 10 K. Dobiva se na Saksonskem (vinski topaz), v Braziliji (medenorumeni topaz) in v Sibiriji. Navadni topaz je neprozoren. Topaz je aluminijev silikat s fluorjem. Berilj 1 kristalizira v šesterostranih stebrih (slika 65., 66.), ki so ali vrasli ali vzrasli; trdote je približno iste kot topaz, gostote iste kot kremenjak. Lepo zeleni se imenujejo smaragdi 2 , modrozelenkasti pa akvamarini 3 . Lepi kristali se dobijo v Kolumbiji, na Uralu ob reki Takovaja, kjer so našli 40 cm dolg in 25 cm debel smaragd, in v Sibiriji vzhodno od Bajkal¬ skega jezera. Navadni berilj je neprozoren in tvori včasih tudi nad 1 m dolge kristale. Berilj je aluminijev silikat, ki ima v sebi kalciju in mag¬ neziju sorodno kovino „berilij“. 2e v starem veku je bil smaragd zelo čislan dragocen kamen. En karat stane 40 do 160 K, včasih je celo dražji kakor diamant; temnozeleni, veliki in čisti smaragdi so namreč silno redki. Turmalin 4 je po svojih lastnostih pravcat čudak med rudninami. Njegovi stebrasti, šesterostrani, navadno podolžno brazdasti kristali niso, kakor sicer običajno, na obeh koncih enako razviti, ampak imajo na enem koncu različno število drugače nagnjenih ploskev, kakor na drugem (slika 67.); pra¬ vimo, da so poluliki ali hemimorfni 5 . Čisti kristali so 1 Plinij in Teofrast ga tako imenujeta. 2 Gr. smaragdos = zelen. 3 Lat. aqua marina = morska voda. 4 Turamali je ceylonsko ime. 6 Gr. hemys = pol, morphe = oblika. 65 lepo prozorni, barve pa so zelo različne: brezbarvni se imenu¬ jejo ahroiti 1 , rdeči rubeliti 2 , modri indigoliti 3 4 5 ; mno¬ gokrat so tudi modri in zeleni (brazilijanski smaragdi). Včasih pa je isti kristal različno barvan, na enem koncu n. pr. zelen, na drugem rdeč, ali pa je jedro v sredi rdeče, okoli je pa zelen. Tudi so kristali, če jih gledamo od strani, navadno svetlejše barve, n. pr. zelene; temnejše in drugačne barve pa so, če jih gledamo v pravokotni smeri na poprečni prerez (dvobarvnost ali dihr oiz em*). Ako segrejemo turmalinov kristal, postane na enem koncu pozitivno, na drugem negativno električen, ko se ohlaja, pa narobe (lapis electricus). Turmalin je trši od kreme¬ njaka in je od vode trikrat težji; lomi se školjkasto ter se v kislinah ne topi. čudovit je turmalin tudi zaradi svoje kemične sestave, ker sestoji iz mnogo elementov (Al, Si, B, F, Fe, K, Na, Li [= Litij], Mg, Ca, Mn, Ti [= Titan], O in JI ); v bistvu je glinični silikat z borom. Lepi kristali, ki so čislani kot dragoceni kamni, se dobe načeylonu, na Elbi, pri Ruženi blizu Iglave na Moravskem, na Uralu, v Sibiriji in v Braziliji. Rjavi dravit 6 se dobi pri Spodnjem Dravogradu na Koroškem. Skoril se imenuje črn in neprozoren turmalin. Živci so silikati in imajo poleg glinice v sebi še kalij, natrij ali kalcij ter so važni kot glavne primesi mnogih kamenin. Barve so navadno bele, sivkaste ali pa rdeče (vsled železovega oksida) in so približno trdi kakor jeklo, sp. t. = 2-5 g. V kame¬ ninah jih spoznamo po gladkih in svetlih lomnih ploskvah. Kalijev živec ali ortoklaz 6 KAlSi s O a je navadno svetlobele ali rdečkaste barve. Njegovi kristali so stebrasti ali ploščati (slika 68.) in se dajo v dveh pravokotno stoječih 1 Brezbarven. 2 Lat. ruber = rdeč. 3 Indigo se imenuje neko modro barvilo. 4 Gr. dis = dvakrat; gr. chroma = barva. 5 Drava na Koroškem. 6 Gr. orthos = navpičen; gr. klao = koljem, lomim. Ur. Herle, Kemija in mineralogija. Slika 68. Slika 69. 66 smereh klati; v Karlovih varih se dobe ortoklazi, sestoječi iz dveh, drug drugega pronicujočih kristalov (dvojčki, slika 69.). Lepi prozorni ali prosojni kristali se imenujejo adularji po gori Adula v Švici. Vsled neprestanega vplivanja zraka in vode prhnijo kame¬ nine, ki imajo v sebi ta živec, tako da se oprosti, a zadene ga ista usoda: voda ga počasi razkraja, in izpreminja se polagoma v glino, ki je važna primes prsti, ker daje rastlinam potrebni kalij. Plagioklazi 1 imajo mesto kalija v sebi natrij ali kalcij ali pa oboje skupaj. Kristali se dajo klati v dveh smereh; a razkolni ploskvi stojita poševno druga na drugi. Labradorit izpreminja barve, ako ga gledamo v gotovi legi od strani, in se leskeče rumeno, zeleno, rdeče in modro. Znani najdišči tega kamena, ki ga brusijo za okraske, sta Labrador in Kamenoj Brod pri Kijevu. Slika 70. Sljuda kristalizira v šesterostraničnih ploščah, navadno pa je gručava ter se rada kolje v tenke listke in luskine, ki so bisernega sijaja. Trša je kakor sadra; od vode je trikrat težja ter sestoji iz gliničnega silikata, vode in lahkih kovin. Kalijeva sljuda je svetle barve in bisernega, nekoliko kovinskega sijaja; je bistvena primes naj starejših kamenin, n. pr. granita. Velike plošče iz Sibirije uporabljajo kot rusko steklo v Sibiriji za šipe, na ladjah zaradi velike prožnosti namesto stekla v oknih in pa za šipe pri svetilkah. Gr. plagios = nagnjen. 67 Magnezijeva sljuda ali Motit 1 (slika 70.) je temno¬ zelene, rjave ali črne barve. Lepi kristali se dobe na Vezuvu. Litijeva sljuda je rdečkasta in ima v sebi mnogo litija ( Li ), ki je najlažja kovina. Sljude same zase niso za človeka tolike važnosti, a so zelo razširjene in se nahajajo skoro v vsaki zemlji. S kre¬ menjakom in živcem tvorijo glavno primesnino granita in gnajsa. Glina se dela povsod, kjer preperevajo silikati, posebno živci. Voda, imajoča v sebi ogljikovo kislino, jim jemlje alka- lijeve glinične kovine (Ca in Mg) ter alkalije (I{, Na, Li) in jih odnaša s seboj. Ostanek — glina —, ki ga voda več ne razkraja, je pa glinični silikat s kemično vezano vodo: A7 2 0 3 • 2 Si0 2 • 2 H 2 0. Če je glina čista in bele barve, se ime¬ nuje kaolin 2 ali porcelanka. Glina se nahaja tam, kjer je nastala, na prvotnih ležiščih, ali pa jo je voda odnesla in na¬ plavila v nižavah, kjer tvori včasih po več metrov debele sklade ter so ji, kar je naravno, primešane različne primesi, posebno pesek, kojega zrna sestoje večinoma iz kremenjakovih drobcev, nadalje drobci živca in luskinice sljude, apnenec, že¬ lezovi oksidi, ki ji dajejo rumeno, rjavo ali rdečo barvo, a tudi ogljikove tvarine organskega izvora, ki jo delajo temnomodro ali črno. Če ima malo peska, se čuti med prsti mastna, če ga ima pa mnogo, je roda. Suha glina tvori trde grude in hlastno vsesava vodo ; ako jo nadahnemo, oddaja poseben vonj. Če ji pridenemo zadosti vode, postane gnetna kakor testo. Tla iz take gline ne propu- ščajo vode, zato se tam napravijo močvirja, barja in podzemska jezera. Vlažna glina oddaja le nerada in počasi vodo, kar je važno za rastlinstvo; posušena se skrči. Ob silnih nalivih pa se razdeli na nebroj drobnih delov, ki kalijo vodo in se usedajo počasi kot blato na dno. Čista glina se ne tali; najprej izgubi v ognju vsrkano, nadalje pa tudi svojo kemično vezano vodo in se strdi; zaradi tega je že od starodavnih časov za človeka neprecenljivega 1 Biot (Bio) je bil francoski fizik. 2 Kit. kaolin, po otoku Kaoli = Korea. 68 pomena. Davno poprej, preden je spoznal kovine, je že delal lonce in različno posodo iz žgane gline; lončarstvo je brez dvoma ena najstarejših obrti. Že izkopavanja mostičarskih naselbin, nadalje v Ninivah in v Troji, stavbe Egipčanov, lončarska roba, vaze itd. Grkov in Rimljanov nam pričajo o tem. Kaolin rabijo predvsem za izdelovanje belega, trdega in zvenečega, v tankih kosih prosojnega porcelana. Iz čiste gline, kremenjaka, živca in apnenca napravijo naj¬ prej testo; ko mu dajo potrebno obliko, ga nekaj časa žgo, nato prevlečejo s posebno glazuro ter še enkrat razžare. Por¬ celan brez glazure imenujemo biskvit 1 . Prvi so izdelovali porcelan Kitajci. V Evropi ga je prvi naredil alkemist Bottger 1. 1709. Dasiravno je veljalo izdelovanje porcelana kot skriv¬ nost, so ustanovili kmalu nato tovarno v Mišnju, 1. 1718. na Dunaju, 1. 1756. pa v Sevresu pri Parizu. Posode iz kamenovine so tudi dvakrat žgane in bele, a so neprosojne in zelo trpežne, posebno nasproti kemikalijam, niso pa za kuho, ker ne prenesejo velikih toplotnih izprememb. Majolika 2 ali 'fajenca 3 se dela iz dobre, navadno z apnom in kremenom zmešane gline in se dvakrat žge; če ni bela, se pokrije z emajlovo glazuro, opremljeno s slikami. Okraševali so lončene posode že v davnih časih s črtami, s slikami rastlin, živali in ljudi, pozneje pa so se naučili rabiti tudi barve, ki so jih nanesli nad glazuro ali pa pod njo. Luknjičasta ali porozna 4 lončenina, ki nam je znana kot navadna lončena roba, n. pr. piskri, pečnice itd., je slabo žgana, prhka, neprozorna, zamolklega zvenka in se mora pokriti z glazuro, da ne propušča vode. Opeko navadno žgo iz ilovice, t. j. iz gline, ki je po¬ mešana z apnencem in peskom; njena sivkasta, rumena ali rdečkastorjava barva je zavisna od navzočnosti železovega 1 Fr. biscuit = dvakrat žgano pecivo, iz lat. bis coctus = dva¬ krat žgan. 2 Arabci so, prejemši lončarsko umetnost od Grkov in Rimljanov, izdelovali to lončevino na otoku Majorka. 3 Faenza je mesto v Italiji. 4 Gr. poros = prehod, odprtina. 69 oksida, ki postane rdeč, ako se ilovica žge. Opeke iz samote 1 žgo iz gline, ki ima mnogo kremena v sebi in je zelo trpežna proti ognju. Terakote 2 imenujemo različne umetnine (vaze, kipi, reliefi itd.) iz žgane, navadno nekoliko barvane gline. Kamenine. Malo je rudnin, ki bi tvorile same zase ka¬ menine (n. pr. apnenec); navadno jih tvorijo različne rudnine. Tako je n. pr. granit zmes iz kremenjaka, živca in sljude; vse tri rudnine so pomešane v gra¬ nitu enakomerno; živec določuje nje¬ govo belkasto, modrosivkasto ali rdečkasto barvo. Granit se mnogo uporablja. Kremenj akov porfir sestoji iz kremenjaka, živca in sij ude; v j edrnati, enakolični osnovi se nahajajo večji kri¬ stali teh rudnin; na¬ vadno je rdečkast. Rabi se za cestni tlak (n. pr. Prešernova ulica v Ljubljani). Baz alt je v vulkanskih krajih navadna, zaradi železa zelo težka kamenina; v gosti, vsled magnetita črno ali sivo barvani osnovi se nahajajo vrasli kristali avgita, plagioklaza, poredkoma tudi olivina in sljude. Pogostokrat se nahaja v obliki podolgastih, gosto stisnjenih stebrov (slika 71.). Trahit 3 je sestavljen večinoma iz živca in sljude; ti se nahajajo v gosti zmesi, ki je bolj svetle barve in se čuti pod prsti raskava in ostra. Nahaja se v vulkanskih krajih. 1 Fr. chamotte = trdo žgana glina. 2 Ital. terra cotta = žgana prst. 8 Gr. trachys = raskav. Slika'71. 70 Med vulkanske kamenine spada tudi lava (str. 59.). Vse te kamenine imenujemo kristalaste kamenine, ker so sestavljene iz kristalov, oziroma kristalnih zrn raz¬ ličnih rudnin. Gnajs je zmes iz istih treh rudnin, kakor granit, raz¬ likuje se pa od njega, da je skrilavega zloga, ker so posamezne rudnine med sehoj več ali manj vzporedne. Zaraditega se kolje gnajs rad v plošče. Nahaja se na Pohorju. Sij ud o v ec, zmes sljude in kremenjaka, je po zlogu po¬ doben gnajsu; nahaja se na Pohorju. Glinasti praskrilavec ali filit 1 je gosta zmes kre¬ menjaka in sljude; njegove ploskve se svetijo od strani svileno; z njim pokrivajo strehe. Gnajs, sljudovec in filit imenujemo kristalaste skri¬ lavce, ker so kristalastega zloga in se radi koljejo v skrili. Glinasti skrilavec spada med usedline (str. 54.); na¬ stal je iz blata, ki se je strdilo, je torej zmes kremenjaka in gline. Rad se kolje, ploščice uporabljajo za pisanje in za po¬ krivanje streh; če ima mnogo kremenjaka v sebi, ga rabijo za brusilnike. Gomola je nastala na isti način kakor prejšnja kame¬ nina, samo da je mnogo mehkejša in se rada meli. II. Težke kovine. Kositer ali cin (Sn lv = 118) se ne nahaja samoroden; edina ruda, iz katere pridobivajo to koristno kovino, je kositerovec ali kasiterit 2 S n 0 2 , ki kristalizira v kva¬ dratnih piramidah (slika 72.); tudi zrasli dvojčki (slika 73.) niso redki. Barve je temnorjave ali črne in močnega, diamantovega sijaja. Trd je kakor kremenjak, od vode je sedemkrat težji. Če ga razžarimo s sodo na oglju, dobimo kositer. Najdišča te 1 Gr. phyllon — list, ker se da rad pleniti v ploščice, ki so listom podobne. 2 Kassiterides, kositerni otoki = Anglija. 71 rude so redka; največ se je dobi v južnovzhodni Aziji na pol¬ otoku Malaka in na otoku Banka, dalje v Avstraliji; žile in grede te rude so zanimive, ker jih vedno spremljajo iste rud¬ nine, namreč apatit, fluorit, topas, turmalin, volframit 1 in uranovec 2 . Kositer je srebrnosvetle barve in je od vode 7-2 krat težji. Ker je zelo mehek, se rad teni; na zraku se ne izpremeni. Pri 200° C pa postane krhek, tali se pri 232° C. Vlit kositer se strdi v kristale, zato spominja njegovo površje na ledene cvetke. Če ga upogibamo, poka in se razgreje, ker se kristali drgnejo drug ob drugega. S kositer jem pre¬ vlečejo železne plošče, da ne oksidujejo (bela pločevina). V stanijol, t. j. v tanke listke zvaljan kositer, zavijamo milo, čokolado itd., da se ne posuši. Kositrov oksid, primešan steklu, tvori emajl, ki služi za gla¬ zuro lončenih posod. Slika 72. Slika 73. V prejšnjih časih, posebno v srednjem veku, so ga upo¬ rabljali za hišno posodo, za sklede in krožnike; taka posoda pa je otrovna, ako je primešan tudi svinec. Za kulturni razvoj človeštva je kositer iste važnosti kakor baker (str. 79.). Že pred 4000 leti so ga uporabljali Kitajci za bron (str. 79.). Feničani in Galci so ga dobivali s Kasiteridskih otokov in so izdelovali iz njega različno orodje. 1 Iz volframita se dobiva volfram, jako težka in trda kovina sivkaste barve, ki se težko tali in se zaraditega uporablja za električne žarnice. Jeklo dobi po njem posebno trdoto. 2 Iz uranovca se dobiva uran, bela, zelo težka in trda kovina; uranovo steklo je rumeno, a fluorescira zeleno. Cena uranovca se je zelo zvišala, odkar je Curie-Sklodovska iz njega izločila radij, samo- žaren element, ki neprestano izžareva čudovite, druge tvarine pro- nicujoče žarke; gotovi njegovi žarki proderejo 19 cm debelo že¬ lezno plast. 72 Cinek (Zn 11 = 65) se ne nahaja nikjer samoroden, temveč se ves dobiva iz rud, iz cinkove svetlice in kalamine. Cinkova svetlica ZnS je krhka in kristalizira v krasnih, kakor diamant sijajnih kristalih, ki imajo navadno obliko okta- edra. Večinoma je zrnata ter je redkokdaj brezbarvna, navadno je rumena, zelena, rjava in črna; črna je neprozorna. Ako jo drgnemo, fosforescira; trdota = 4, sp. t. = 4 g. Nahaja se navadno v spremstvu drugih rud, n. pr. v Pri- bramu, pri nas v litijskem rudniku, pri Vačah, na Belšici; na Koroškem okoli Črne in Rablja, na Štajerskem pri Sevnici. Kalamina 1 je cinkov karbonat ZnC0 3 ter je navadno je¬ drnata ali pa krhka in svetle barve. Kopljejo jo v Rablju, v Pliberku in v Rožeku na Koroškem. Činkovo belino ZnO rabijo kot barvo. S klorovim cinkom ZnCl 2 prepajajo lesene pragove za železnice, da ne gnijejo. Cinek sam je modrikastobela sijajna kovina (sp. t. = 7 g) ter je pri navadni temperaturi krhka, na 100° C razgreta pa se da teniti v pločevino, a postane pri 200° C zopet tako krhka, da se da zdrobiti v prašek; tali se pri 420° C. Na vlažnem zraku se prevleče s tanko skorjico karbonata, ki jo varuje nadaljnje oksidacije. S pločevino iz cinka krijejo strehe, iz nje izdelujejo žlebove; s cinkovim prahom barvajo železo, da se ga ne prime rja. Železo (Fe 11 ’ 111 = 56) (str. 3.) se samorodno le redko nahaja na zemlji. To železo je ali pozemno (telurično), kakoršno so našli v nekaterih prodorinah, n. pr. v bazaltu na otoku Disko, ali pa je izpod- nebno (meteorsko), ki je padlo v obliki meteoritov iz sve¬ tovnega prostora na zemljo. Meteoriti so ali iz železa samega, ki ima pa navadno nekaj nikla v sebi, ali pa so meteorski kamni, vsebujoči poleg različnih mineralov vedno tudi železo. Priletevši z velikansko hitrostjo v ozračje zemlje, stiskajo zrak pred seboj in se tako razgrejejo, da se od njih trgajo razbeljeni in staljeni kosi; ponoči vidimo svetlo kroglo, za njo pa metlo žarečih isker. Meteoriti so na površju pokriti s črno skorjo. Za 1 Ital. gialla mina = rumena ruda. 73 meteorsko železo samo je znamenito, da se pokažejo na gladko brušenih in s solitarno kislino politih ploskvah iz¬ bočene in udolbljene črte, ki so razvrščene v gotovem redu (slika 74.). Za praktično uporabo je samorodno železo brez pomena, ker ga je premalo. Neprecenljive vrednosti so pa za gospo¬ darstvo železne rude, izmed katerih so najvažnejše: hematit, limonit, magnetit in siderit. Hematit 1 ali ruši železovec je železni oksid Fe 2 0 3 in se nahaja na otoku Elba v lepih rom- boedrovih kristalih črne barve in močnega kovin¬ skega sijaja, ki so na po¬ vršju večkrat šareno na- hukli (železni sijajnik). V grozdastih posnemkih se imenuje ruši svitoglav. Rusi glinovnati žele¬ zovec daje, če je prsten in mehak, rdečo kredo ali rdečo o k r o 2 , ki se rabi za pisanje in kot bar¬ vilo. Hematit je trd skoraj kakor živec in ima sp. t. = 5 g; njegova raza je rdeča. Pri nas ga dobimo pri Litiji, na Begunjšici in v črnomaljski okolici v ilovnatih plasteh; za plavže v Železnikih so ga do¬ bivali največ pri Sv. Rupretu. Na Koroškem se dobi pri Železni Kaplji. Ker ima v sebi okrog 70 % železa, je zelo važna že¬ lezna ruda. Limonit 3 ali rjavi železovec je vedno gručav in je v kemičnem oziru isto kakor železna rja, zmes oksida s hidroksidom Fe 2 O s • Fe 2 (OH) 3 . Ce ga razgrevamo, oddaja vodo in 1 Gr. haima = kri. 2 Gr. ochra = prstena barva. 3 Leimon = močvirnat travnik. 74 postane rdeč (Fe 2 0 3 ); v solni kislini se raztopi v rjav železov klorid ( FeCl s ). Raza je rumenkastorjava. Rjavi svitoglav tvori različne posnemke. Jedrnati rjavi železovec je jedrnat in trd približno kakor apatit, ravnotako bobovec, ki ga v oglajenih gomoljih dobivamo med apnencem; glinasti rjavi železovec ima v sebi primešano glino in je mehkejši; če je prsten in prhek, se imenuje rjava ali rumena železna okra, ki jo rabijo za barvo. Barjevec se dela na barjih in v moč¬ virjih; iz vode, ki se leskeče včasih na površju v različnih barvah, se izločuje železov hidroksid in se useda na dno kot rumenorjavo blato, ki se počasi strdi v limonit. Limonit je najbolj razširjena železna ruda, nahaja se povsod, kjer se železne rude razkrajajo. Povzročuje rumeno barvo ilovice, ki pordeči, če jo žgemo, ker se železov hidroksid izpremeni v oksid. Rjavi svitoglav dobivajo pri Litiji, na Obirju in na Peci ter v Črni na Koroškem; bobovec na Rudnem polju v Bohinju, v Železnikih, v Kropi in v Kamni gorici, pa tudi na Dolenjskem; rumeno železno okro pri Gradacu v Belokrajini. Magnetit 1 je železov oksidulolcsid FeO • Fe 2 0 3 ali Fe 3 0 4 , in kristalizira redkokdaj; navadno je gručav, drobnozrnat ali jedrnat ter je trd kakor živec. Od vode je petkrat težji. Barve je železnočrne, ravnotaka je raza, neprozoren je in krhek ter se sveti kovinsko. Je magneten; kosi, ki so nekoliko prepereli, so navadno polarno magnetni. Magnetit je izvrstna železna ruda, ki daje 72-4% železa. Zanimivo je, da se nahajajo največji skladi te rude v severnih krajih, na Švedskem in Norveškem, na Uralu (Magnetnaja gora, Visokaja gora, Blagodat). Jeklenec ali siderit 2 je železov karbonat FeCO s in krista¬ lizira kakor apnenec v romboedrih, večinoma pa je gručav, in sicer zrnat ali jedrnat. Trdote je fluoritove in ima sp. t. = 4g\ Barve je svetlorumene, na vlažnem zraku pa polagoma porjavi. Če polijemo njegov prah s solno kislino, se tvori zeleni železov klorir ( FeCO a -J- 2 HC1 = FeCL 2 -j- C0 2 -\- H. 2 0). Nahaja se pri Javorniku in na Savi na Gorenjskem, posebno glasovita je 1 Po mestu Magnezija v Mali Aziji. 2 Gr. sideros = železo. 75 Slika 75. gora Erzberg pri Eisenerzu na Gornjem Štajerskem, kjer so dobi¬ vali že Rimljani „noriško“ železo. Predno žgo jeklenec, ga puste ležati na prostem, da se izpremeni med oddajanjem ogljikovega dioksida in med prejemanjem vode in kisika v železov hidroksid (limonit). Pirit 1 ali železov kršeč je železov disulfid FeS. z ter kristalizira navadno v kockah in v pentagonovih dodeka- edrih (slika 75.), ki se imenujejo tudi piritoedri. Navadno je gručav in je¬ drnat ter nadrobljen v raznih kame¬ ninah. Barve je kovinskorumene, raza mu je pa črna. Je krhek in tako trd, da daje iskre, če ga krešemo z jeklom. Od vode je petkrat težji. Ako ga razžarimo, se izpremeni v navadni železov sulfid FeS in odda nekaj žvepla v obliki žve¬ plovega dioksida ( S0 2 ). Pirit je zelo razširjena rudnina; lepe in pravilne kocke se dobijo v litijskem rudniku ter pri Sv. Lov¬ rencu ob Pohorju in pri Sv. Matiju v Puščavi na Štajerskem. Uporabljajo ga za pridelovanje žveplene kisline; železo iz njega ni za rabo, ker je za¬ radi žvepla, ki se le težko popolnoma odstrani, preveč krhko. Pridobivanje železa. Najprej se praži ruda v posebnih pečeh toliko, da izgubi vso vodo in odda jeklenec svoj ogljikov dioksid. Nato se vsuje ruda odzgoraj v plavž (slika 76.), v kojega podstavku se nahaja gorivo, ter se ji prid ene apnenca, jedavca ali kremenjaka, da se laže tali in se na¬ pravi troska ali žlindra. Na to plast se nasipi j e koks ali premog, nato se gorivo na dnu zaneti; pospešuje njem toplega zraka. Nad podstavkom, v katerem je najvišja Slika 76. zopet ruda itd., nakar se gorenje še z dovaja- Gr. pyrites = kresilni kamen. 76 temperatura — okrog 2000° C —, se tali železo, ki mu je vzel ogljik že v višjih plasteh ves kisik, ter kaplja navzdol. Nabira se na dnu plavža, na njem pa plava žlindra, ki ga varuje oksidiranja. Kemični proces, po katerem se dobiva železo iz rud, je enostaven: najprej vzame ogljik železni rudi kisik: 1. Fe 2 O a -f 3 C = 2 Fe -f- 3 CO ; nastali ogljikov oksid deluje zopet kot redukcijsko sredstvo: 2. Fe 2 0 3 + 3 CO = 2 Fe + 3 C0 2 . Iz plavžev odhaja torej ogljikova kislina. Od časa do časa se izpusti železo iz plavža, odzgoraj pa se siplje iznova ruda in gorivo; tak do 20 m visok plavž deluje neprestano noč in dan po več let. Železo, ki se dobi iz plavža, je lito ali surovo že¬ lezo. V sebi ima 4% do 5% ogljika in je belo, ali pa, če se je počasi ohladilo, vsled grafita sivo. Lito železo je krhko in zelo trdo ter se ne da kovati. Da se izpremeni v kovno železo, se mu mora odvzeti nekaj ogljika. To se izvrši v „Bessemerjevih hruškah" (slika 77.), v katerih se staljenemu železu dovaja odspodaj zrak, ki jemlje železu ogljik. Kovno železo ima 0-5% ali pa še manj ogljika v sebi in je mehko, trsno, raztezno in tenivo, vsledtega se da kovati in variti. 77 Jeklo ima več ogljika nego kovno, a manj nego lito železo (navadno okoli 1%) ter se dobi, ako 1. litemu železu odvzamemo, ali pa 2. kovnemu železu dodamo nekaj ogljika. Jeklo je zelo prožno, krhko in zrnato ter se da kaliti: če je razbelimo in nato hitro ohladimo, postane bolj trdo in krhko kakor je bilo prej. Navadno ima železo še druge primesi v sebi; posebno škodljiv je fosfor, ker dela železo preveč krhko. Način, kako odstraniti fosfor, je prvi izumil češki fizik K. V. Ženk er, praktično pa izvedel Thomas: železu v Bessemerjevi hruški (slika 77.) se doda apnenca; ta se spoji s fosforjem v žlindro, ki jo uporabljajo kot gnojilo za travnike. Železo, ki je dandanes najvažnejša kovina in se nobene druge v toliki množini ne pridobiva, je začel človek rabiti šele po bronasti dobi. Spojine, v kojih je železo dvomočno, imenujemo fero- spojine, n. pr. ferosulfid FeS, feroklorid FeCl 2 -, one, v kojih je tromočno, pa imenujemo feri-spojine, n. pr. ferioksid Fe 2 0 3 (li- monit), feriklorid FeCl s . Včasih je železo četveromočno, n. pr. FeS 2 (pirit). Ferosulfat, železov vitriol (FeSOi • 7 H z O) dobimo, če po¬ lijemo železne opilke z žvepleno kislino. Njegovi bledozeleni kristali razpadejo v bel prah, ako jih segrejemo. Iz njega izdelujejo črnilo. Mangan ( Mn n > 111 = 54-5) (Gahn 1774) je železu sorodna kovina. Pridobivajo ga iz rjavega manganovca Mn0 2 , ki je navadno jedrnata ali prhka ruda. Eno važnejših avstrijskih nahajališč rjavega manganovca je pri nas v Kara¬ vankah na Begunjšici, kjer ga kopljejo 1339 m nad morjem. Manganovec služi za pridobivanje kisika in klora. Jeklo, ki mu je primešanega nekaj manganovca (manganovo jeklo), je nenavadno trdo. Kalijev permanganat (hipermanganovokisli kalij) KMnOi rabijo kot močno oksidacijsko sredstvo in v zdravilstvu. 78 Nikel (Ni 11 ’ 111 = 58) (Cronstedt 1751) spominja v mnogih ozirih na železo. Spoznali so ga razmeroma zelo pozno in ga pridobivajo iz rud, največ iz nikelina (Ni As ). Nikel je bela, trda, zelo teniva kovina, ki je nekoliko magnetna in se da kakor železo variti. Tali se pri 1484° C, sp. t. = 8-8g. Iz nikla, pomešanega z bakrom, kujejo denar; železo in druge kovine poniklujejo, da ne oksidujejo; nikel se namreč tudi na vlažnem zraku ne izpremeni. Okside sorodnih kovin, kobalta in kroma rabijo za barvanje stekla; kobalt da modro, krom lepo zeleno barvo. Svinec ( Pb u > IV = 206) je, dasiravno se samoroden nahaja le redko, ena izmed onih sedmerih kovin, ki so jih poznali že stari narodi. Skoro ves svinec pridobivajo iz svinčenega sijajnika PbS, ki navadno kristalizira v koc¬ kah in oktaedrih, ki so pogosto medseboj združeni (slika 78.). Vzporedno s kockinimi ploskvami se rad kolje. Je zelo mehak, ima pa veliko težo (sp.t. = 7-5 g); barve je temnosivkastomodre in kovinskega sijaja ; raza mu je temna. Pri nas se nahaja pri Litiji, v Pliberku in v Rablju; mnogo srebronosnega je v Pribramu na Češkem. Svinec sam je belomodrikaste barve in kovinskega sijaja, ki ga pa vsled oksidacije na površju hitro izgubi. Slika 78. Tali se že pri 330° C in je zelo težka (sp.t. = 11 - 4g), a mehka kovina. Lahko ga tenimo in stisnemo v poljubne oblike. Že stari Rimljani so ga uporabljali za vodovodne cevi; v to svrho služi še dandanes. Takozvani „trdi svinec" ima nekaj antimona v sebi, kroglicam za puške pa je primešanega nekoliko arzena. Svinčeni oksid PbO je rumen prašek iz katerega izde¬ lujejo svinčeno steklo; če ga dalje časa razgrevamo, se izpre- meni v rdeči minij Pb 3 O it ki služi kot barva. Svinčena belina (bazičen karbonat) PbC0 3 • Pb(OH) 2 je dobro krijoča barva, ki pa polagoma zatemni, ako pride v do- tiko z žveplovodikom. 79 Baker (Cu !I = 83-6) ali kuper se nahaja samoroden, n. pr. ob Gornjem jezeru v Kanadi, kjer so našli po več centov težke kosove, v Cornwallu, na Ogrskem, na Uralu itd. Kristalizira v kockah in oktaedrih, navadno pa tvori lasaste ali ploščate posnemke. Značilna je zanj njegova rdeča kovinsko sijajna barva, ki pa je navadno pokrita s temno mrenico oksida. Suh zrak ne izpremeni bakra, ob navzočnosti vode in ogljikove kisline pa se polagoma pokrije s plastjo zelenega ba¬ zičnega karbonata (patina). Vsled učin¬ kovanj a raznih kislin se tvorijo na bakre¬ nih posodah strupene soli (zeleni volk). Ba¬ ker je mehek in teniv ter žilav, sp. t. = 8-9 g; tali se približno pri 1090° C. V solitarni kislini se raztopi v nitrat Cu(NO s ) 2 . Sta¬ ljen baker vsrkava pline in je vsled tega, ko se strdi, luknjičav, zato ne lijejo iz njega posode, temveč jo ku¬ jejo. Ker je zelo dober elektrovod in se da raztegniti v lahko upogljive in trpežne žice, je postal za elektrotehniko važna, ne¬ nadomestljiva kovina. Predstavljajmo si n.pr. električni zvonec: elektrovodna žica je iz bakra, magnetova tuljana je ovita z bakreno žico in mnogokrat je zvonec sam iz bakrove zlitine; končno se čestokrat električni tok sam proizvaja s pomočjo bakrene plošče in raztopine bakrene galice. Mnogo bakra upo¬ rabljajo za zlitine. Že v starodavnih časih so vlivali iz bakra in kositra bron 1 . Za kameno dobo je sledila bronasta doba. Slika 79. 1 Ital. bronzo. 80 Trojanci, Babilonci in Asirci so se bojevali z bronastimi meči. Iz otoka Ciper (Kypros) so širili bronaste izdelke po Mali Aziji in po Grškem. Znani so bili tudi bronasti izdelki Feničanov, ki so dobivali baker na Libanonu in v Palestini, potrebni ko¬ siter pa so dovažali iz daljnih Kasiteridskih otokov. V sedanjih časih vlivajo iz brona zvonove in topove; njegova rjavorumena ali pa rumenkastorjava barva zavisi od množine kositra; na¬ vadno je primešanega še nekoliko cinka. Silicijev bron uporabljajo zaradi velike upornosti za žice pri telefonih, posebno pa pri dovodnih žicah za kontakt pri električnih vozovih. Baker in aluminij dasta Slika 80. aluminijev bron, ki je zelo trd ter spominja po zunanjosti na zlato. Rumena med ali mesing je zlitina bakra in cinka <50 do 82% Cu in 50 do 18% Zn). Novo srebro, pakfong itd. so zlitine, ki imajo poleg cinka še nekoliko nikla v sebi. Bakrov kršeč je za pridobivanje bakra važna ruda ter je dvojna spojina železovega in bakrovega sulfida CuFeS 2 . Navadno se nahaja le gručav, je kovinskega sijaja in zlatorumene barve; raza mu je zelenkastočrna. Topi se v solitarni kislini, pri tem pa se izločuje žveplo. 81 Malahit 1 je bazičen karbonat CuC0 3 -Cu(OH) 2 ; navadno se nahaja le gručav, v različnih gomoljastih in ledvičastih po- snemkih lepe zelene barve, ki kažejo obrušeni in oglajeni slične obrise kakor ahati (slika 80.). Trdote je iste kakor jedavec, sp. t. = 4 g. Če ga segrevamo, oddaja vodo; na oglju razžarjen pa kroglico kovinskega bakra; v kislinah se raztopi s šumom (C0 2 ). Malahit je važna bakrena ruda. Najlepši po par centov težki kosi se dobijo na Uralu. Iz njih delajo mizne plošče, vaze, stebre za oltarje itd. Patina, s katero se pokrije dalje časa na vlažnem zraku ležeč baker, ni nič drugega, nego malahit. Azurit 2 ali "modri bakrenec je zvest spremljevalec malahita, ki mu je tudi sicer zelo podoben, razlikuje pa se od njega po lepi azurnomodri barvi. Azurit se izpreminja v malahit; vsled tega opazujemo pogostokrat, da pozeleni na starih freskah 3 4 nebo, naslikano z azuritovo barvo. Bakrov sulfat (bakrena modra galica, CuSOi • 5 H 2 0. Kristalizira v svetlomodrih kristalih (slika 81.), ki se posebno v topli vodi radi raztope. V zraku počasi prh- nijo. Če ga previdno segrejemo, odda najprej štiri molekule kristalne vode, zadnjo molekulo nekoliko pozneje ter se izpre- meni v bel prah, ki pobarva vodo modro. Rabijo ga za izde¬ lovanje raznih barv in v galvanoplastiki; ž njim prepajajo les, da je bolj trpežen, in škrope vinsko trto. Živo srebro (Hg 1 ’ 11 = 200 ) se dobiva samorodno le v nekaterih krajih. Najvažnejša živo- srebrna ruda je cinober* HgS, ko j ega živordeči, zelo sijajni kristali imajo obliko majhnih romboedrov. Navadno je gručav, mehak in ima sp. t. = 8 g; tudi njegova raza je rdeča; vsled primesi je mno¬ gokrat bolj temne barve. 1 Gr. malasso = mehčati. 2 Arab. azur = modra barva neba. 8 Ital. fresco = presno, slike na presnem zidu. 4 Arab. konon apar = rdeč prah. Dr. Herle, Kemija in mineralogija. hnlrvnv Mitrir»l\ 6 82 Najstarejše, že Rimljanom znano najdišče te rude je v Almadenu, kjer pridobivajo še dandanes v Evropi največ živega srebra; bogate rudnike so zasledili v novejšem času v Kaliforniji; tudi Italija jih ima v Benečanskih alpah in v Toskani. Svetovnoznana je v tem oziru Idrija (slika 82.), kjer so zasledili živo srebro že 1. 1497. Nekoliko se ga nahaja tudi pri Sv. Ani pri Tržiču in pri Litiji. Cinober žgo v posebnih pečeh (raznovrstne žgalnice, slika 83.), kjer se razkraja v žveplo in v živo srebro, kojega Fot. Jurman Val. (Idrija). Slika 82. Lomljenje živosrebrne rude v Idrijskem rudokopu. strupene pare se v odvajajočih železnih ceveh (kondenzatorjih) zgoščajo, dočim se žveplo spaja s kisikom v žveplov dioksid: HgS -f- 0 2 = Hg -j- S0. 2 . Živo srebro se zbira na dnu konden¬ zatorjev, žveplov dioksid se pa odvaja v zrak. Živo srebro uporabljajo za barometre, zaradi njegovega enakomernega raztezanja za termometre in sploh za mnoge fizikalne aparate. Mnoge njegovih spojin so važne v zdravilstvu. Ker tvori z nekaterimi kovinami, n. pr. z zlatom in srebrom zlitine, ki jih imenujemo amalgame 1 , se ločita lahko potom amalgamacije ti dve kovini od rudninskih primesi. S kosi- 1 Arab. al in gr. malagma = mehčanje. 83 trovim amalgamom prevlečejo steklene šipe, da nam slu¬ žijo kot zrcala; bakrov amalgam se počasi strdi in služi za plombovanje zob. Spojine, v katerih je živo srebro enomočno, imenujemo merkuro-, one, v katerih je dvomočno, pa merkuri-spojine. Ce ga n. pr. raztopimo v solitarni kislini, dobimo merkuro- nitrat HgNO z , ki se, če ga segrejemo, izpremeni v merkuri- nitrat Hg(N0 3 ). 2 . Merkuronitrat da z natrijevim hidroksidom Fot. Danilielka (Idrija). Slika 83. Šahtnica s kondenzatorji v Idriji. Živosrebrne pare se dovajajo iz peči (P) v kondenzatorje (ukrivljene cevi iz železa), kjer se zgoščajo (K). črni merkurooksid IIg>0, merkurinitrat pa rdeči merkuri- oksid HgO (rdeči precipitat), ki je strupen; dobimo ga tudi, če segrevamo živo srebro dalje časa z zrakom. Živosrebrov klorir (kalomel 1 ) HgCl in živosrebrov klorid (sublimat) IIgCl 2 rabijo v zdravilstvu, posebno poslednjega (hud strup) kot antiseptično sredstvo. 1 Gr. ftalos = lep, gr. melas = črn; če polijemo kalomel z amo- nijakom, počrni. 6 * 84 Razpokalno živo srebro HgC^N^O^ eksplodira vsled udarca; ž njim se polnijo kapsule za prižiganje smodnika. je sijajno bela, mehka in zelo teniva kovina, ki je od vode 10 - 5krat težja in se tali pri 950°— 1000° C. Srebro je najboljši prevodnik toplote in elektrike. Ker v čistem zraku ne oksidira, ga štejemo med dragocene kovine. Srebro je dostikrat rumen¬ kasto ali temnikasto, ker se vsled žveplovodika pokrije s plastjo srebrovega sulfida ( Ag 2 S ). V solitarni kislini se rado raztopi v srebrov nitrat AgN0 3 (peklenski kamen), ki se rabi v zdravilstvu. bergu na Norveškem, kjer so našli do 500 kg težke kepe. V novejšem času so zasledili nove rudnike tudi v Španiji, ki je v starem veku slovela zaradi bogastva na srebru. Grkom so dajali rudniki Lavriona toliko srebra, da so mogli zgraditi brodovje, s katerim so se bojevali zoper Perze. Najbogatejša na srebru pa je Amerika (Meksiko, Peru, Chile). Ker se nahaja srebro deloma čisto na površju zemlje, je z bakrom in zlatom vred gotovo ena prvih kovin, ki jih je spoznal človek. Zato igra srebro v kulturni zgodovini človeštva veliko vlogo. Že okoli 3000 let kujejo iz njega denar; srebrni novci iz starega veka so mnogo bolje ohranili svoj kov nego bronasti in so davna priča za višino izobrazbe dotičnih narodov Srebro (Ag 1 = 107-9) Samorodno sre- Slika 84. bro kristalizira često v deloma razvitih oktaedrih in kockah, navadno pa ima ob¬ liko večjih in manj¬ ših kosov, listastih in žilkastili posnemkov, tudi je vdrobljeno v kameninah (slika 84.). Nahaja se v Ščavnici in v Kremenici na Ogrskem, v Pribramu in v Jachymovem na Češkem in v Kongs- 85 (n. pr. Grki in Rimljani). Ker je čisto srebro premehko, mu primešajo nekaj bakra, navadno 10%; avstrijske krone imajo %° 0 5 f i srebra v sebi. Rabijo ga tudi za posrebranje drugih kovin. Mnogo srebra dobivajo seveda tudi iz rud, predvsem iz srebro¬ vega sijajnika ali argentita (Ag 2 S), ki kristalizira v oktaedrih in kockah, navadno pa je gručav ter temnosvinčene kovinske barve. Mehak je tako, da se da rezati kakor svinec. Ta ruda daje 87 % srebra ter se nahaja v Ščavnici in Kremenici na Slovaškem Ogrskem, v norveškem Kongsbergu, v Ameriki itd. Če vlijemo v raztopino srebrovega nitrata solne kisline, se izloči iz nje sirnata usedlina srebrovega klorida AgCl, koje bela barva se vsled razkrajajočega učinkovanja svetlobe izpremeni v vijoličasto. Še bolj občutljiva za svetlobo sta bro¬ movo (AgBr) in jodovo ( AgJ ) srebro; zato dobro služita v fotografiji. Zlato (Au T ’ 111 = 197) (slika 85.) se nahaja večinoma le samorodno v spremstvu kre¬ menjaka. Kristalizira v kockah ali oktaedrih, navadno pa je gručavo; drobna zrna se nahajajo v pesku mnogih rek, kamor so prišla vsled prhnenja zlatonosnih hribin. Slika 85. Zlato je lepe rumene barve in ohrani svoj sijaj tudi v vlažnem zraku. Kisline ga ne razjedajo, topi se le v kraljevi vodi. Ima veliko težo (sp. t. = 19'3 g). Ker je zelo mehko 86 (zaradi česar se navadno meša s srebrom in z bakrom 1 ) in tenivo, se da izvleči v silno tanke, debele, zeleno- prosojne listke. Iz 1 g- zlata se napravi 2500 m dolga žica. Tali se pri 1050° C. Zlato izpirajo iz naplavin (prano zlato). Kakor v starih časih, dobivajo ponekod zlato še dandanes iz zlatonosnih rek in potokov na ta način, da polagajo na vodno dno gosto dla¬ kave (z volno porasle) kože, ki se vanje nabirajo težka zlata zrna, dočim voda odnaša pesek dalje (pravljica o zlatem runu). Iz zlatonosnih kamenin dobivajo zlato tako, da ga izvlečejo iz stolčenega kamenja s pomočjo živega srebra; amalgam se¬ grevajo nato toliko časa, da izpari živo srebro, zlato pa ostane. V novejšem času uporabljajo v to svrho raztopino ciankalija, v kateri je zlato raztopno; iz raztopine ga izločijo potem elektrolitičnim potom. V zadnjih letih so ga pridobivali povprečno okoli 550.000 kg na leto; 1 kg zlata stane 3280 K. V Avstriji se dobiva zlato v Ščavnici in Kremenici; mnogo ga je na Uralu in Sibiriji, v Kaliforniji, v Braziliji, v Južni Afriki in v Avstraliji. Uporaba zlata za lepotnine, za kovanje denarja itd. je starodavna. Natrijevo sol NaAuCli • 2 H 2 0 uporabljajo v fotografiji. Platina (Pf n > IV = 194). V marsikaterem oziru je platina — razen barve, ki je slična barvi srebra — dragocenejša kovina nego zlato, ker ga prekaša v lastnostih, ki so ravno za zlato kot dragoceno kovino v prvi vrsti znamenite. Kakor zlato, ohrani platina na zraku svojo barvo in sijaj. Topi se samo v kraljevi vodi, a ne posebno lahko. Dasiravno mnogo trša od zlata, se vendar rada teni. Sp. t. = 21-5 g. Razbeljena se da variti kakor železo, tali se pa šele v vročini nad 1700° C. Z živim srebrom ne tvori amalgana kot večina drugih kovin; tudi je precej slab prevodnik toplote in se izmed vseh kovin pri razgrevanju najmanj razteza. Po¬ sebno svojstvo platine je, da zgoščuje na svojem površju kisik. 1 Avstrijski desetkronski cekini imajo tthuj zlata v sebi. 87 Če vtakneš razbeljen platinov listek ali žico v kozarec, na kojega dnu se nahaja nekaj etra, žari platina sama od sebe naprej (slika 86.). (Uporaba samovžigalnikov.) Platina je zaradi svoje nespremenljivosti in visokega tališča za fiziko in kemijo neprecenljive vrednosti. Mnogoštevilna tehnična uporaba draži pla¬ tino čimdalje bolj: 1. 1909. je stal 1 kg platine 4364 K, 1. 1910. pa že okoli 6000 K. Platina je silno redka kovina; skoro vso do- Slika 86. bivajo v Rusiji, kjer so kovali več let iz nje denar; nekaj je dobivajo tudi na otoku Borneo. Navadno je samo- rodna, a nikdar čista, ker so ji vedno primešane kovine: železo, paladij, rodi j, rutenij, iridij in osmij. Nahaja se v spremstvu rudnin, ki se vsled hudega pritiska ne izpremene; take so razen zlata: magnetit, kremenjak, korund in diamant. Pregled važnejših rudnin. I. Elementi: A. Nekovine: diamant C, grafit C, žveplo S. B. Kovine: železo Fe, baker Cu, živo srebro Hg, srebro Ag, zlato Au, platina Pt. II. Oksidi (spojine raznih elementov s kisikom): voda H 2 0, kremenjak Si0 2 , korund Al 2 O s , hematit Fe 2 0 3 , limonit, Fe 2 0 3 ■ Fe. 2 (OH) 6 , magnetit Fe 3 0 4 , manganovec Mn0. 2 , kasi- terit Sn0 2 . III. Sulfidi (spojine težkih kovin z žveplom): A. Kršci (težke in trdne rudnine, ki imajo kovinsko lice, so svetle barve, raza pa jim je temna): pirit FeS 2 , ba¬ krov kršeč CuFeS 2 . B. Sijajniki (težke a mehke rudnine s kovinskim sijajem; navadno so temne barve, njihova raza pa je istobarvna): svinčeni sijajnik PbS, srebrov sijajnik Ag 2 S. C. Svetlice (rudnine, ki imajo nekovinsko lice in se močno svetijo): cinkova svetlica ZnS, cinober HgS. IV. Haloidi ali pasoli (spojine kovin s klorom, bromom, jodom ali fluorjem; lica so nekovinskega, navadno so svetle barve in imajo majhno trdoto): kamena sol NaCl, fluorit CaF 2 . 88 V. Sulfati (soli žveplene kisline H 2 SO i , v kateri je nado¬ meščen ali ves vodik — normalni ali nevtralni sulfati M 2 SO i — ali pa samo polovica — kisli sulfati MHSO i — s kako kovino): kalijev sulfat K 2 SO i , Glauberjeva sol Na 2 SO it sadra CaSO A , barit BaSO it železov sulfat Peč>0 4 in bakrov sulfat CuSO VI. Nitrati (soli solitarne kisline HN0 3 , v kateri je nado¬ meščen vodik s kako kovino): kalijev solitar KN0 3 , natri¬ jev nitrat NaNO s , srebrov nitrat AgN0 3 . VIL karbonati (so spojine, v katerih je nadomeščen vodik ogljikove kisline H 2 C0 3 ali ves — normalni ali nevtralni karbonati M 2 C0 3 —, ali pa samo polovica — kisli kar¬ bonati MHC0 3 — s kako kovino): pepelika K 2 C0 3 , soda Na 2 C0 3 , kisli natrijev karbonat (bikarbonat) NaHCO s , kalcit CaC0 3 , aragonit CaCO s , magnezit MgC0 3 , dolomit CaC0 3 • MgC0 3 , jeklenec FeC0 3 , malahit CuC0 3 • Cu(OH) 2 . VIII. Fosfati (soli ortofosforjeve kisline JJ 3 P0 4 , v kateri je vodik ali ves, ali pa deloma nadomeščen s kako kovino): apatit Ca 3 (P0 4 ) 2 . IX. Silikati (rudnine, ki imajo poleg raznih drugih snovi kot glavno sestavino kremenovino Si0 2 v sebi): olivin, serpentin, stiva, lojevec, rogovača, avgit, granat, topaz, berilj, tur¬ malin, živec, sljuda, kaolin. X. Antracidi: šota, rjavi premog, črni premog, antracit. III. Organska kemija ali kemija oglji¬ kovih spojin. Ogljik se nahaja v vseh tvarinah živalskih in rastlinskih organizmov. Število njegovih spojin je toliko, da jih pro¬ učujemo navadno zase kot „organske spojine 1 '. Vzrok dejstvu, da tvori ogljik toliko spojin, je ta, da se vežejo njegovi četvero- močni atomi ne le z atomi drugih elementov, ampak tudi sami med seboj na različne načine, ali verigasto, ali obročkasto: I I \ / V — c—C- c=c c II / \ /\ >c-c< Tako ima skoro vsak njegov atom po eno, dve ali tri močnosti proste, s katerimi lahko veže atome drugih elementov. I. Ogljikovodiki so spojine ogljika z vodikom. Najvažnejše so: 1. Metan 1 ali močvirni plin C // 4 je brezbarven, s svetlim plamenom goreč plin, ki nastaja, kadar gnijejo organične tvarine, posebno v močvirjih. V premogokopih tvori z zrakom zmešan „treskalni plin 11 , ki je zaradi silnega razpoka zelo nevaren. Nahaja se z drugimi ogljikovodiki vred tudi v petro leju 2 ali kamenem olju, ki ga mnogo pridobivajo v Galiciji pri Drohobicah in Boryslavu, v Baku ob Kaspiškem jezeru, („sveti ogenj 11 povzročuje metan), posebno mnogo ga ima Severna Amerika. Ker se surov petrolej rad vname, ga je treba 1 Gr. methy = vino. 2 Gr. pčtra = skala; lat. oleum = olje. 90 pred uporabo očistiti. Čistijo ga v posebnih tovarnah (rafine¬ rijah). Ko je petrolej očiščen surovih primesi, podvržejo ga prestopni (frakcijonirani) 1 destilaciji, potom katere se izločijo hlapne primesi od manj hlapnih. Pri temperaturi do 150° C se izločijo nekateri ogljikovodiki, n. pr. bencin, pe¬ trolej ev eter itd., v katerih se tolšče rade topijo in jih zaradi tega rabimo za snaženje obleke. Pri temperaturi 150° do 300° C destiluje navadni petrolej, brezbarvna, fluores¬ centna tekočina, ki plava na vodi in se ž njo ne meša; služi nam za razsvetljavo. Pri nadaljnjem razgrevanju prekapajo gostotekoče primesi, n. pr. vazelinovo olje in vazelin, ki se rabi kot mazilo. Končni ostanek te destilacije je vosku podobni parafin, iz katerega delajo sveče. Slični sestavini sta ozokerit in idrialit. Metilov alkohol CH 3 • OH pridobivajo potom suhe de¬ stilacije iz lesa (lesni cvet). Je brezbarvna tekočina, ki služi kot gorivo. V tej sestavini je nadomeščen en vodikov atom metana s hidroksilom OH. H H- C-OH = CH 3 • OH I H Formaldehid 2 H • CHO dobivamo, če oksidujemo metilov alkohol z razbeljenim bakrenim oksidom: CH 3 • OH + CuO = CH 2 0 -f H 2 0 -f Cu Formaldehid je plin posebnega vonja; njegova okoli 40% raztopino v vodi uporabljajo kot „formalin“ za ohranjevanje # anatomičnih preparatov in je tudi izvrstno desinfekcijsko sredstvo za stanovanja, pohištvo, perilo itd., posebno ker blaga ne kvari. 1 Lat. frangere = zlomiti. 2 Lat.formica = mravlja; alkohol dehydrogenatus = alkohol, ki se mu je vzela voda. 91 Mravljinčna kislina H • COOH nastane iz aldehida v smislu enačbe: H■ CHO -f O = H- COOH, H-a O OH ter je jedka tekočina bodečega vonja in zavre pri 100° C. Na¬ haja se v mravljah in koprivah. Kloroform CHC1 3 , ki se rabi za omamljanje, in jodo- form CHJ 3 , ki je protikužno sredstvo, sta spojini, v katerih so trije atomi vodika nadomeščeni s 3 C1 oziroma 3 J. 2. Etan 1 C 2 H % , ki se nahaja v surovem petroleju in kot primes svetilnega plina, je plin brez barve in vonja, ter gori s slabim plamenom. Je izvodek ali derivat 2 metana, v kojem je en vodikov atom nadomeščen z enomočno skupino CH 3 , ki jo imenujemo metil: H H I ! H- C - C-H = CII, ■ CII, = C,II, I I H H Etilov alkohol C 2 H a • OH, navadno vinski cvet, špirit ali sploh alkohol imenovan, se tvori posebno pri vrenju slad¬ korja ter je izvodek etana, v katerem je en atom vodika na¬ domeščen s hidroksilom OH: H II I I H—C- C—OH = CH S • CII, • OH = C 2 H 6 0 I I H H Čisti alkohol je brezbarvna tekočina posebnega vonja ter žgočega okusa; vre pri 78 0 C in gori z modrikastim plamenom: C 2 HqO -f- 6 O = 2 C0 2 -\- 3 H 2 0. Z vodo se meša v vsakem raz¬ merju; nahaja se v „opojnih“ ali alkoholnih pijačah, v vinu, pivu, žganju itd. Ker je tudi razredčen alkohol strupen, je vsako 1 Prihaja od gr. aither = zgornji, čisti zrak. 2 Lat. deri vare = izvajati. 92 čezmerno uživanje opojnih pijač škodljivo; posebno pa je žganje naravnost pogubonosna pijača, ker vpliva v prvi vrsti zelo slabo na živčevje in možgane, torej na delovanje duha in telesa. Alkohol uporabljajo kot gorivo, za ohranjevanje anato- mičnih preparatov, za raztop smol; ker se šele pri nizki tem¬ peraturi strdi (—130 , 5°C), polnijo z njim tudi termometre. Iz etilalkohola dobimo: Etilov eter C 2 H- 0 • 0 • C 2 H 7l , če segrevamo etilov alkohol z žvepleno kislino, ali pa, če segrevamo etilov klorid z natri¬ jevim etilatom: C 2 H- 0 • ONa + G 2 H 5 • Gl = CJI- • 0 • &J/ 5 -f NaCl. Etilov eter je zelo redka, svetla tekočina posebnega vonja, ki zavre že pri 35 0 C; njene omotico povzročujoče pare tvorijo z zrakom zelo eksplozivno zmes. V njem se rade tope smole, tolšče in druge organične spojine. Acetaldehid 1 CH a • CHO dobimo iz etilovega alkohola na isti način, kakor formaldehid iz metilalkohola: GII ,. CII 2 • OH + CuO = CH a • CHO + f/ 2 0 -j- Cu H II — C—= CH a • CHO = C 2 ILO. H Ta aldehid je vonjajoča tekočina, ki jo tudi dobimo, če segrejemo v epruveti nekaj alkohola s kalijevim bikromatom in žvepleno kislino. Očetovo kislino CH S ’COOH tvorimo iz aldehida v smislu enačbe '■ CH> . cm + 0 = CHt . C00H H h ~\- c ^oh H in je močno kisla in jedka tekočina posebnega vonja, ki se z vodo meša v vsakem razmerju. Razredčena da ocet ali kis. 1 Lat. acetum = ocet, kis; gr. hyle snov. 93 Očetova kislina se tvori tudi, če stoje alkoholne pijače v odprtih posodah na zraku in če iz zraka padejo vanje „ocetove glive" (skisanje vina in piva): CH 3 ■ CH 2 . OH + 0 2 = CH 3 • COOH -f H 2 0. Soli očetove kisline zovemo acetate; najvažnejši so: natrijev acetat C 2 H 3 0 2 Na, iz katerega pridobivajo čisto ocetno kislino, aluminijev acetat (ocetovokisli glinik) (C 2 H 3 0 2 ) 3 A1 in svinčeni acetat (svinčeni sladkor) (C 2 H 3 0 2 ) 2 Pb, ki služita v zdravilstvu za splahnenje oteklin; slednji je zelo strupen kakor tudi bakrov acetat (zeleni volk) (C 2 H 3 0 2 ) 2 Cu. Očetov eter CH 3 • COOG 2 H- 0 je sestavljen eter ali ester, ki ga dobimo, če n. pr. segrejemo etilov alkohol z žve¬ pleno in očetovo kislino. Ta eter, ki se nahaja tudi v vinskem očetu, je svetla tekočina prijetnega, osvežujočega vonja. 3. Propan C 3 H 8 je kakor metan in etan plin brez barve in se nahaja v surovem petroleju. Iz njega izvajajo glicerin C 3 H- 0 (OH) 3 , brezbarvno, oljnato in gosto tekočino, ki jo rabijo za konserviranje, za negovanje kože itd. in je važna osnovna tvarina raznih živalskih in rastlinskih tolšč, ki so ali tekoče (olja), ali pa trdne (trdi loji, živalske in rastlinske masti). Posebno važne tolšče so: tripalmitin C 3 H 5 (0 • C lh H 31 CO) 3 , ki se nahaja posebno v tolšči palm; tristearin C 3 H b (0 • C 17 H 35 CO) 3 v govejem loju in triolein C 3 H b (0 • C^H^CO^ v raznih rastlinskih oljih, n. pr. v laškem olju. Vse tolšče so lažje od vode in se v njej ne tope; lahko jih pa v njej tako fino razdelimo, da je vsa voda mlečnata („emulzija“); čez nekaj časa se zberejo delci tolšče zopet na površju (smetana na mleku). Na papirju se narede od njih prosojne pege. Tolšče se v zraku počasi razkrajajo v glicerin in v tolščene kisline (postanejo žarke). Čiste tolšče nimajo nobene barve in nobenega vonja. Če kuhamo v porcelanasti skledici kako olje ali tolščo z natrijev im lugom in pridenemo nekaj kuhinjske soli, se po ohlajenju pojavi na površju bela, trdna tvarina, ki se peni z vodo; dobili smo milo, dočim je ostal glicerin v raztopini. 94 Trinitrin ali nitroglicerin, ki je zelo eksplozivna snov, se dobiva, ako se previdno meša glicerin z zmesjo soli- tarne in žveplene kisline: Cs^o(OH) s -f- 3 HN0 3 = C 3 H- o (0 ■ N0 2 )3 -j- 3 JJ 2 0. S kremenico zmešan daje dinamit, ki se rabi kot raz¬ strelivo. Metan, etan in propan spadajo med takozvane „omejne“ ogljikovodike ali parafine 1 z obrazcem C„H in J r 2 ■ — Oni, ki imajo do 5 ogljikovih atomov, so pri navadni temperaturi plinasti, oni, ki jih imajo do 16, so tekoči, ostali pa trdni. Vsi so členi „metanove vrste“. 4. Etilen ali oljetvorni plin je brezbarven, gorljiv plin posebnega vonja. Etilen je začetni člen ogljikovodikov, ki tvorijo „etilenovo vrsto" in jih splošno imenujejo olefini 2 ter imajo vselej dvakrat toliko vodikovih kakor ogljikovih atomov, n. pr. C 3 iJ 6 (propilen), C t H 8 (butilen) itd. Njihov splošni brazec je CJf 2n . H> C = C