Helij su 1868. godine otkrili Pierre Jules César Janssen (Francuska) i Sir William Ramsay (Škotska). Ime mu dolazi od grčke riječi helios što znači sunce. To je plin bez boje i mirisa koji se u prirodi pojavljuje kao jednoatomni. Helij je kemijski inertan, nezapaljivi plin koji se ne spaja s drugim elementima. Prvi put pronađen je u spektru sunčevog zračenja. Helij je drugi element, iza vodika, po rasprostranjenosti u cijelom svemiru. Nastaje raspadom radioaktivnih elemenata, a industrijski se proizvodi iz zemnog plina iz Teksasa (SAD) u kojem ga ima oko 2 % (volumna). Upotrebljava se za punjenje balona, a smjesa koja se sastoji od 21 % O2 i 79 % He koristi se kao zamjena za zrak kod ronjenja na velikim dubinama.
Holmij je 1879. godine otkrio Per Theodore Cleve (Švedska). Ime je dobio po latinskom nazivu za Stockholm. To je srebrni, mekani i kovki metal. Stabilan je u suhom zraku na sobnoj temperaturi ali burno reagira u vlažnom zraku ili pri povišenoj temperaturi. Topljiv je u kiselinama. Može burno reagirati s halogenima. Glavni izvori holmija i ostalih teških lantanoida su gadolinit (Y, Ce, Cr, Be, Fe silikat), euksenit (sadrži Y, Ce, Er, Nb, Ti, U) i ksenotim (YPO4 s nešto Th i lakih lantanoida). Nalaze se i u monacitnim pijescima. Koristi se za izradu lasera.
Vodik je 1766. godine otkrio Sir Henry Cavendish (Engleska). Ime mu je dao Lavoisie od grčkih riječi hydro što znači voda i genes što znači tvoriti. To je plin bez boje i mirisa, netopljiv u vodi. Lako difundira kroz sve materijale. Zapaljiv je i pravi eksplozivne smjese u zraku. Zapaljen na zraku gori svijetlim vrućim plamenom dajući vodenu paru. Na povišenoj temperaturi lako se spaja s kisikom, sumporom i halogenim elementima. Procjenjuje se da 90 % svih atoma, odnosno skoro 3/4 mase svemira, otpada na vodik. Sve zvijezde, pa i Sunce, sastavljene su uglavnom od vodika (w>90 %). Vodik se u prirodi rijetko nalazi u elementarnom stanju, samo u višim slojevima atmosfere ili u vulkanskim plinovima. Uglavnom je vezan u spojevima od kojih su najrašireniji voda (H2O), amonijak (NH3) i razni organski spojevi. Čisti vodik se najčešće dobiva elektrolizom vode. Laboratorijski se dobiva reakcijom sulfatne kiseline i elementarnog cinka. Industrijski se dobiva prevođenjem vodene pare preko užarenog koksa. Upotrebljava se za sintezu amonijaka, hidriranje ugljena i ulja, proizvodnju kloridne kiseline i kao redukcijsko sredstvo.
Indij su 1863. godine otkrili Ferdinand Reich i Hieronymus Theodor Richter (Njemačka). Ime je dobio po karakterističnoj indigoplavoj liniji u vidljivom dijelu atomskog spektra. To je srebrno bijeli metal, mekan poput voska koji je stabilan na zraku i u vodi. Topljiv je u kiselinama uz razvijanje vodika. Spojevi indija, naročito ako su u koloidnom stanju, su toksični ako se progutaju. Indij je rijedak metal koji se nigdje ne javlja u većim količinama. Dobiva se kao nusproizvod prerade sulfidnih ruda cinka, željeza i bakra. Upotrebljava se u elektronici, legura In-Cd-Ag se koristi za izradu kontrolnih šipki u nuklearnom reaktoru. Spojevi indija upotrebljavaju se za proizvodnju infracrvenih detektora.
Ionski radijus je radijus aniona i kationa u kristalnoj rešetki ionskog spoja, na osnovi pretpostavke da su ioni sfernog oblika određene veličine. Udaljenost između jezgara susjednih iona u kristalnoj rešetki određuje se difrakcijom x-zraka. Razmatranjem efekta zasjenjenja vanjskih elektrona unutarnjim moguće je odrediti vrijednosti ionskih radijusa pojedinih iona. Općenito vrijedi što je veći negativni naboj, ion je veći, a što je veći pozitivni naboj, ion je manji
Iridij je 1803. godine otkrio Smithson Tennant (Engleska). Ime je dobio po latinskoj riječi iris što znači duga jer su mu spojevi jako obojeni. To je sjajni, vrlo tvrdi, srebrni metal. Zajedno s osmijem i platinom čini skupinu teških platinskih metala. Ni jedna vodena otopina ga ne napada. Razara ga tek rastaljena lužina. Na zraku se nezaštićen može zagrijati do 2300 °C. Zbog njegove otpornosti na koroziju, od njegove legure je izrađen prametar (90 % Pt i 10 % Ir). U prirodi se pojavljuje obično kao pratitelj bakarnih i nikalnih ruda, ili kao osmiridij (prirodna legura osmija i iridija) koja sadrži rutenij. Upotrebljava se za legiranje platine i paladija (povećava im tvrdoću).
Željezo je poznato od davnih vremena (~2500. godine prije Krista). Simbol elementa dolazi od latinskog naziva za željezo - ferrum. To je sjajni, srebrni, tvrdi i krti metal. Zajedno s kobaltom i niklom čini trijadu željeza. Izložena površina brzo korodira naročito u vlažnom zraku i pri povišenoj temperaturi. Na površini se stvara crveno-smeđi oksid (hrđa). Otapa se u neoksidirajućim kiselinama. U koncentriranoj sulfatnoj i nitratnoj kiselini željezo se pasivira. Feromagnetično je sve do 768 °C. Željezo je najvažniji metal. Proizvodnja mu je veća nego svih ostalih metala zajedno. Glavne rude željeza su magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), limonit (FeOOH) i siderit (FeCO3). Željezo se dobiva redukcijom oksida željeza koksom u visokim pećima. Kao čisti metal se malo upotrebljava već se legira s drugim metalima u razne vrste čelika, koji su osnova moderne civilizacije.
Temperatura idealnog plina ne mijenja se kod prigušenja na niži tlak, ali kod prigušenja realnih plinova pojavljuje se, pri višim tlakovima, veća ili manja promjena temperature. Promjena temperature koja se pojavljuje pri ekspanziji realnih plinova u sustavu u koji se ne dovodi energija naziva se Joule-Thomsonov efekt. Ustanovili su da se zraku prigušenom za 1 bar snižava temperatura za 0.25 °C. Taj je neznatni efekt, koji je za većinu tehničkih procesa posve nebitan, iskorišten je za ukapljivanje plinova.
Knudsenova bireta s automatskom nulom osmislio je danski fizičar Martin Knudsen (1871.-1949.) kako bi se i pri rutinskim terenskim analizama u brodskom laboratoriju ostvarila visoka točnost mjerenja. Bireta se puni otopinom srebrovog nitrata iz rezervoara R smještenog iznad birete otvaranjem ventila A. Kada otopina pređe trokraki ventil C prekine se dotok otopine (zatvaranjem ventila A). Eventualni višak otopine hvata se u posudu W. Okrene se trokraki ventil C, koji ujedno označava nulu na skali, kako bi atmosferski zrak mogao ulaziti u biretu. Budući da većina oceanskih uzoraka leži u relativno uskom rasponu kloriniteta, bireta je osmišljena tako da se većina njenog kapaciteta nalazi u proširenju na vrhu (B). To omogućava da titracija bude brza (brzim ispuštanjem sadržaja proširenja B) a smanjuje se i pogreška nastala cijeđenjem otopine niz stjenku birete.
Svaki mililitar podijeljen je na dvadeset dijelova (tzv. podjela na dvostruke mililitre Knudsenove birete) čime se postiže velika preciznost mjerenja (skala se lako očitava do preciznosti od 0.005 mL). Od 0 do 16 bireta nema podjelu, ona obično počinje od 16 i ide do 20.5 ili 21.5. Jedan dvostruki mililitar na skali Knudsenove birete odgovara jednom promilu klorida u uzorku mora. Ova bireta se može koristiti za titriranje vode svih oceana i svih mora, s izuzetkom onih vrlo niske slanosti (npr. Baltičkog mora) i ušća rijeka, koji zahtijevaju korištenje običnih bireta.
Knudsenova pipeta s automatskom nulom, koju je osmislio danski fizičar Martin Knudsen (1871.-1949.), omogućava brzo i točno pipetiranje stalnog volumena tekućine (morske vode), obično oko 15 mL. Na vrhu pipete nalazi se dvosmjerni ventil C kojim se može uspostaviti protok između tijela pipeta i jedne od grana, A ili B, ili izolirati tijelo pipete od obje grane. Usisavanjem kroz granu B pipeta se puni tekućinom. Okretanjem ventila pipeta se zatvori a ispušta se okretanjem ventila prema grani A (kako bi atmosferski zrak mogao ulaziti u pipetu). Pražnjenje pipete traje oko 30 sekundi. Prije prvog korištenja nova pipeta kalibrira se destiliranom vodom.
Generalić, Eni. "Katodna zraka." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav