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La maggior parte degli elementi di transizione e alcuni dei loro composti sono usati come catalizzatori nei processi industriali, in particolar modo nella produzione del petrolio e delle materie plastiche, che richiede l'idrogenazione, l'ossidazione e la polimerizzazione delle molecole organiche. Composti di titanio, alluminio e cromo sono usati nella polimerizzazione dell'etene per formare polietilene. I catalizzatori di ferro sono usati per preparare ammoniaca a partire da idrogeno e azoto. Alcune molecole contenenti elementi di transizione svolgono ruoli importanti nei processi biochimici di molti organismi viventi; un esempio è fornito dall'emoglobina, responsabile del trasporto di ossigeno nel sangue di tutti i vertebrati e di alcuni invertebrati.
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