Rauta on yksi yleisimmistä kemiallisista alkuaineista maan päällä. Muinaisista ajoista lähtien ihmiset ovat oppineet käyttämään sitä työnsä helpottamiseksi. Tekniikan kehityksen myötä sen soveltamisala on laajentunut merkittävästi. Jos useita tuhansia vuosia sitten rautaa käytettiin vain yksinkertaisten maanviljelyyn käytettyjen työkalujen valmistukseen, nyt tätä kemiallista alkuainetta käytetään melkein kaikilla korkean teknologian teollisuuden aloilla.

Kuten Plinius vanhempi kirjoitti. ”Rautakaivostyöntekijät antavat ihmiselle erinomaisen ja haitallisimman työkalun. Sillä tällä työkalulla leikkaamme maan halki, viljelemme hedelmällisiä puutarhoja ja leikkaamme villiköynnöksiä rypäleillä, pakotamme ne periksi joka vuosi. Tällä työkalulla rakennamme taloja, rikomme kiviä ja käytämme rauta- kaikkiin sellaisiin tarpeisiin. Mutta samalla raudalla me käymme taisteluita, taisteluita ja ryöstöjä, emmekä käytä sitä vain lähellä, vaan kannamme siivetten kauas joko porsaanreikistä tai voimakkaista käsistä tai sulkanuolien muodossa. Minusta julmin on ihmismielen temppu. Sillä jotta kuolema kohtaisi ihmistä nopeammin, he tekivät siitä siivet ja antoivat rautaiset höyhenet. Tästä syystä syyllisyys lasketaan ihmiselle, ei luonnolle. Hyvin usein sitä käytetään erilaisten metalliseosten valmistukseen, joiden koostumus sisältää rautaa eri suhteissa. Tunnetuimmat näistä seoksista ovat teräs ja valurauta.

Sähkö sulattaa raudan

Terästen ominaisuudet vaihtelevat. On teräksiä, jotka on suunniteltu kestämään pitkään merivedessä, teräksiä, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja kuumien kaasujen aggressiivista vaikutusta, teräksiä, joista valmistetaan pehmeät sidelangat, sekä teräksiä elastisten ja kovien jousien valmistukseen ...

Tällaiset ominaisuudet johtuvat erilaisista teräskoostumuksista. Joten teräksestä, joka sisältää 1% hiiltä ja 1,5% kromia, valmistetaan erittäin lujia kuulalaakereita; teräs, joka sisältää 18 % kromia ja 89 % nikkeliä, tunnettu "ruostumaton teräs" ja teräs, joka sisältää 18 % volframia, 4 % kromia ja 1 % vanadiinia, valmistaa sorvaustyökaluja.

Nämä teräskoostumukset tekevät niistä erittäin vaikea sulattaa. Itse asiassa avouunissa ja konvertterissa ilmakehä hapettuu, ja alkuaineet, kuten kromi, hapettuvat helposti ja muuttuvat kuonaksi, eli katoavat. Tämä tarkoittaa, että saadakseen terästä, jonka kromipitoisuus on 18 %, tulee uuniin syöttää paljon enemmän kromia kuin 180 kg terästonnia kohden. Kromi on kallis metalli. Kuinka löytää tie ulos tästä tilanteesta?

1900-luvun alussa löydettiin ulospääsy. Metallin sulatukseen ehdotettiin sähkökaaren lämmön käyttöä. Metalliromu ladattiin pyöreään uuniin, valurautaa kaadettiin ja hiili- tai grafiittielektrodit laskettiin alas. Niiden ja uunissa olevan metallin ("kylpy") välissä sähkökaari, jonka lämpötila on noin 4000°C. Metalli sulasi helposti ja nopeasti. Ja sellaisessa suljetussa sähköuunissa voit luoda minkä tahansa ilmapiirin - hapettavan, pelkistävän tai täysin neutraalin. Toisin sanoen arvoesineitä voidaan estää palamasta loppuun. Näin syntyi korkealaatuisten terästen metallurgia.

Myöhemmin ehdotettiin toista sähkösulatusmenetelmää - induktiota. Fysiikasta tiedetään, että jos metallijohdin asetetaan kelaan, jonka läpi korkeataajuinen virta kulkee, siihen indusoituu virta ja johdin lämpenee. Tämä lämpö riittää sulattamaan metallin tietyssä ajassa. Induktiouuni koostuu upokkaasta, jonka vuoraukseen on upotettu spiraali. Spiraalin läpi johdetaan korkeataajuinen virta ja upokkaan metalli sulaa. Tällaisessa uunissa voit myös luoda minkä tahansa tunnelman.

Valokaariuuneissa sulatusprosessi tapahtuu yleensä useissa vaiheissa. Ensinnäkin tarpeettomat epäpuhtaudet poltetaan pois metallista hapettaen ne (hapetusjakso). Sitten kuona, joka sisältää näiden alkuaineiden oksideja, poistetaan (ladataan) uunista ja ladataan metalliseoksia - rautaseoksia, joissa on elementtejä, jotka on lisättävä metalliin. Uuni suljetaan ja sulatusta jatketaan ilman ilman sisäänpääsyä (palautusjakso). Tämän seurauksena teräs kyllästyy vaadituilla elementeillä tietyssä määrässä. Valmis metalli vapautetaan kauhaan ja kaadetaan.

Teräkset, erityisesti korkealaatuiset, osoittautuivat erittäin herkiksi epäpuhtauksille. Pienetkin määrät happea, typpeä, vetyä, rikkiä, fosforia heikentävät suuresti niiden ominaisuuksia - lujuutta, sitkeyttä, korroosionkestävyyttä. Nämä epäpuhtaudet muodostavat ei-metallisia yhdisteitä raudan ja muiden teräksen sisältämien alkuaineiden kanssa, jotka kiilautuvat metallin rakeiden väliin, heikentävät sen tasaisuutta ja heikentävät laatua. Joten terästen lisääntyneen happi- ja typen pitoisuuden myötä niiden lujuus heikkenee, vety aiheuttaa hiutaleita - metalliin mikrohalkeamia, jotka johtavat teräsosien odottamattomaan tuhoutumiseen kuormituksen alaisena, fosfori lisää teräksen haurautta kylmässä, rikki aiheuttaa punaista haurautta - teräksen tuhoutumista kuormituksen alaisena korkeissa lämpötiloissa.

Metallurgit ovat etsineet tapoja poistaa nämä epäpuhtaudet jo pitkään. Avouunissa, konverttereissa ja sähköuuneissa sulatuksen jälkeen metalli deoksitetaan - siihen lisätään alumiinia, ferropiitä (raudan ja piin seos) tai ferromangaania. Nämä alkuaineet yhdistyvät aktiivisesti hapen kanssa, kelluvat kuonaan ja vähentävät teräksen happipitoisuutta. Mutta happea jää edelleen teräkseen, ja korkealaatuisille teräksille sen jäljellä olevat määrät ovat liian suuria. Oli tarpeen löytää muita, tehokkaampia tapoja.

1950-luvulla metallurgit alkoivat evakuoida terästä teollisessa mittakaavassa. Nestemäistä metallia sisältävä kauha asetetaan kammioon, josta ilma pumpataan pois. Metalli alkaa kiehua voimakkaasti ja siitä vapautuu kaasuja. Kuvittele kuitenkin kauhaa, jossa on 300 tonnia terästä, ja arvioi, kuinka kauan kestää, kunnes se kiehuu kokonaan, ja kuinka paljon metalli jäähtyy tänä aikana.

Sinulle tulee heti selväksi, että tämä menetelmä sopii vain pienille määrille terästä. Siksi on kehitetty muita, nopeampia ja tehokkaampia imurointimenetelmiä. Nyt niitä käytetään kaikissa kehittyneissä maissa, mikä on parantanut teräksen laatua. Mutta sen kaiken vaatimukset kasvoivat ja kasvoivat.

60-luvun alussa Kiovassa All Unionin sähköhitsausinstituutissa. E. O. Paton, kehitettiin menetelmä teräksen sähkökuonan uudelleensulatukseen, jota alettiin pian käyttää monissa maissa. Tämä menetelmä on hyvin yksinkertainen. Vesijäähdytteiseen metalliastiaan - muottiin - asetetaan metalliharkko, joka on puhdistettava ja peitettävä erityisen koostumuksen kuonalla. Sitten harkko liitetään virtalähteeseen. Valanteen päässä syntyy sähkökaari ja metalli alkaa sulaa. Nestemäinen teräs reagoi kuonan kanssa ja puhdistetaan paitsi oksideista, myös nitrideistä, fosfideista ja sulfideista. Uusi, haitallisista epäpuhtauksista puhdistettu harkko jähmettyy muotissa. Vuonna 1963 sähkökuonan uudelleensulatusmenetelmän kehittämisestä ja täytäntöönpanosta ryhmä All-Union Institute of Electric Welding -instituutin työntekijöitä, joita johtivat B. I. Medovar ja Yu. V. Latash, sai Lenin-palkinnon.

Metallurgiset tutkijat rautametallurgian keskustutkimuslaitoksesta, joka on nimetty A.I. I.P. Bardina. Yhteistyössä metallurgisten työntekijöiden kanssa he kehittivät vielä yksinkertaisemman menetelmän. Metallin puhdistamiseen tarkoitetun erityisen koostumuksen kuonat sulatetaan ja kaadetaan kauhaan, ja sitten metalli vapautetaan uunista tähän nestemäiseen kuonaan. Kuona sekoittuu metalliin ja imee epäpuhtauksia. Tämä menetelmä on nopea, tehokas eikä vaadi suuria määriä sähköä. Sen kirjoittajat S. G. Voinov, A. I. Osipov, A. G. Šalimov ja muut palkittiin myös Lenin-palkinnolla vuonna 1966.

Lukijalla on kuitenkin luultavasti jo kysymys: miksi kaikki nämä vaikeudet? Olemmehan jo sanoneet, että perinteisessä sähköuunissa voit luoda minkä tahansa tunnelman. Tämä tarkoittaa, että voit yksinkertaisesti pumpata ilmaa ulos uunista ja sulattaa tyhjiössä. Mutta älä kiirehdi patenttivirastoon! Tätä menetelmää on käytetty pitkään pienissä induktiouuneissa, ja 60-luvun lopulla ja 70-luvun alussa sitä alettiin käyttää melko suurissa sähkökaari- ja induktiouuneissa. Nyt tyhjiökaari- ja tyhjiöinduktio-uudelleensulatusmenetelmät ovat yleistyneet teollisuusmaissa.

Tässä olemme kuvanneet vain tärkeimmät menetelmät teräksen puhdistamiseksi haitallisista epäpuhtauksista. Niiden lajikkeita on kymmeniä. Ne auttavat metallurgeja poistamaan pahamaineisen kärpäsen hunajatynnyristä ja saamaan korkealaatuista metallia.

Kuinka saada rautaa ilman masuuneja

Yllä on jo sanottu, että rautametallurgia on kemistin näkökulmasta lievästi sanottuna epälooginen ammatti. Ensinnäkin rauta kyllästetään hiilellä ja muilla alkuaineilla, ja sitten kuluu paljon työtä ja energiaa näiden alkuaineiden polttamiseen. Eikö rautaa ole helpompi saada heti talteen malmista. Loppujen lopuksi juuri näin tekivät muinaiset metallurgit, jotka saivat pehmennettyä kuumaa sienimäistä rautaa raakatakomoissa. Viime vuosina tämä näkökulma on jo ylittänyt retoristen kysymysten vaiheen ja perustuu täysin todellisiin ja jopa toteutettuihin projekteihin. Raudan saaminen suoraan malmista, ohittaen masuuniprosessin, aloitettiin viime vuosisadalla. Sitten tätä prosessia kutsuttiin suoraksi vähentämiseksi. Viime aikoihin asti se ei kuitenkaan ole löytänyt laajaa leviämistä. Ensinnäkin kaikki ehdotetut suorapelkistysmenetelmät olivat tehottomia, ja toiseksi tuloksena saatu tuote - sienirauta - oli huonolaatuista ja epäpuhtauksien saastuttamaa. Ja silti harrastajat jatkoivat työtä tähän suuntaan.

Tilanne on muuttunut radikaalisti maakaasun laajan käytön jälkeen teollisuudessa. Se osoittautui ihanteelliseksi välineeksi rautamalmin talteenottoon. Maakaasun pääkomponentti - metaani CH 4 - hajoaa hapettamalla katalyytin läsnä ollessa erityisissä laitteissa - reformaattoreissa reaktion 2CH 4 + O 2 → 2CO + 2H 2 mukaisesti.

Osoittautuu pelkistäviä kaasuja - hiilimonoksidia ja vetyä - seos. Tämä seos tulee reaktoriin, johon syötetään rautamalmia. Tehdään varaus heti - reaktorien muodot ja mallit ovat hyvin erilaisia. Joskus reaktori on pyörivä putkimainen sementtityyppinen uuni, joskus kuiluuuni, joskus suljettu retortti. Tämä selittää suorien pelkistysmenetelmien eri nimet: Midrex, Purofer, Ohalata-i-Lamina, SL-RN jne. Menetelmien määrä on jo ylittänyt kaksi tusinaa. Mutta niiden olemus on yleensä sama. Rikas rautamalmi pelkistetään hiilimonoksidin ja vedyn seoksella.

Mutta mitä tehdä vastaanotetuille tuotteille? Sieniraudasta ei vain hyvä kirves - hyvää naulaa ei voi takoa. Riippumatta siitä, kuinka rikas alkuperäinen malmi on, puhdasta rautaa ei siitä silti tule ulos. Kemiallisen termodynamiikan lakien mukaan ei ole edes mahdollista palauttaa kaikkea malmin sisältämää rautaa; osa siitä jää edelleen tuotteeseen oksidien muodossa. Ja täällä kokeiltu ystävä tulee apuun - sähköuuni. Sienirauta osoittautuu lähes ihanteelliseksi raaka-aineeksi sähkömetallurgiaan. Se sisältää vähän haitallisia epäpuhtauksia ja sulaa hyvin.

Joten jälleen kaksivaiheinen prosessi! Mutta tämä on toinen tapa. Suoran vähennysjärjestelmän etu - sähköuuni on sen alhaiset kustannukset. Suorapelkistyslaitokset ovat paljon halvempia ja kuluttavat vähemmän energiaa kuin masuunit. Tällainen masuuniteräksen valmistustekniikka sisällytettiin Oskolin sähkömetallurgisen tehtaan projektiin.

Maassamme, lähellä Stary Oskolia, rakennetaan suurta metallurgista tehdasta, joka toimii täsmälleen tämän järjestelmän mukaisesti. Sen ensimmäinen vaihe on jo otettu käyttöön. Huomaa, että suora uudelleensulatus ei ole ainoa tapa käyttää sienirautaa rautameallurgiassa. Sitä voidaan käyttää myös metalliromun korvikkeena avotakkauuneissa, muuntimissa ja valokaariuuneissa.

Sieniraudan uudelleensulatusmenetelmä sähköuuneissa leviää nopeasti myös ulkomaille, erityisesti maissa, joissa öljy- ja maakaasuvarat ovat suuret, eli Latinalaisessa Amerikassa ja Lähi-idässä. Kuitenkin jo näiden näkökohtien (maakaasun saatavuus) perusteella ei ole vielä syytä uskoa, että uusi menetelmä koskaan korvaisi kokonaan perinteisen kaksivaiheisen menetelmän - masuunin - teräksenvalmistusyksikön.

Raudan tulevaisuus

Rautakausi jatkuu. Noin 90 % kaikista ihmiskunnan käyttämistä metalleista ja seoksista on rautapohjaisia ​​seoksia. Rautaa sulatetaan maailmassa noin 50 kertaa enemmän kuin alumiinia, muista metalleista puhumattakaan. Muovit? Mutta meidän aikanamme niillä on useimmiten itsenäinen rooli erilaisissa malleissa, ja jos perinteen mukaisesti he yrittävät tuoda ne "välttämättömien korvikkeiden" joukkoon, ne korvaavat useammin ei-rautametallit, eivät rautapitoiset. Vain muutama prosentti kuluttamastamme muovista korvaa teräksen.

Rautapohjaiset seokset ovat yleismaailmallisia, teknisesti edistyneitä, saatavilla ja halpoja irtotavarana. Myöskään tämän metallin raaka-ainepohja ei aiheuta huolta: jo tutkitut rautamalmivarat riittäisivät ainakin kahdeksi vuosisadaksi. Rauta on ollut pitkään sivilisaation perusta.

Rauta on D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän neljännen jakson kahdeksannen ryhmän toissijaisen alaryhmän elementti, jonka atominumero on 26. Se on merkitty symbolilla Fe (lat. Ferrum). Yksi maankuoren yleisimmistä metalleista (toinen sija alumiinin jälkeen). Keskiaktiivinen metalli, pelkistävä aine.

Tärkeimmät hapetustilat - +2, +3

Yksinkertainen rauta-aine on muokattava hopeanvalkoinen metalli, jolla on korkea kemiallinen reaktiivisuus: rauta syöpyy nopeasti korkeissa lämpötiloissa tai ilman korkeassa kosteudessa. Puhtaassa hapessa rauta palaa, ja hienojakoisessa tilassa se syttyy itsestään ilmassa.

Yksinkertaisen aineen - raudan - kemialliset ominaisuudet:

Ruostuu ja palaa hapessa

1) Ilmassa rauta hapettuu helposti kosteuden läsnä ollessa (ruostuminen):

4Fe + 3O 2 + 6H 2O → 4Fe(OH) 3

Kuumennettu rautalanka palaa hapessa muodostaen hilsettä - rautaoksidia (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 2O 2 → (Fe II Fe 2 III) O 4 (160 ° С)

2) Korkeissa lämpötiloissa (700–900°C) rauta reagoi vesihöyryn kanssa:

3Fe + 4H 2O - t ° → Fe 3O 4 + 4H 2

3) Rauta reagoi ei-metallien kanssa kuumennettaessa:

2Fe+3Cl2 →2FeCl3 (200 °С)

Fe + S – t° → FeS (600 °С)

Fe + 2S → Fe +2 (S 2 -1) (700 ° С)

4) Jännitesarjassa se on vedyn vasemmalla puolella, reagoi laimeiden happojen Hcl ja H 2 SO 4 kanssa, samalla kun muodostuu rauta(II)-suoloja ja vapautuu vetyä:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (reaktiot suoritetaan ilman ilman pääsyä, muuten Fe +2 muuttuu vähitellen hapen vaikutuksesta Fe +3:ksi)

Fe + H 2 SO 4 (diff.) → FeSO 4 + H 2

Väkevässä hapettavassa hapossa rauta liukenee vain kuumennettaessa, se siirtyy välittömästi Fe 3+ -kationiin:

2Fe + 6H 2SO 4 (konsentr.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (konsentr.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(kylmässä, väkevässä typpi- ja rikkihapossa passivoida

Sinertävään kuparisulfaattiliuokseen upotettu rautanaula peitetään vähitellen punaisella metallikuparilla.

5) Rauta syrjäyttää metallit sen oikealla puolella niiden suolojen liuoksissa.

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Raudan amfoteerisuus ilmenee vain tiivistetyissä emäksissä kiehumisen aikana:

Fe + 2NaOH (50 %) + 2H 2 O \u003d Na 2 ↓ + H 2

ja muodostuu natriumtetrahydroksoferraatin (II) sakka.

Tekninen rauta- raudan ja hiilen seokset: valurauta sisältää 2,06-6,67 % C, teräs 0,02-2,06 % C, mukana on usein muita luonnollisia epäpuhtauksia (S, P, Si) ja keinotekoisesti lisättyjä erikoislisäaineita (Mn, Ni, Cr), mikä antaa rautaseoksille teknisesti hyödyllisiä ominaisuuksia - kovuuden, lämmön- ja korroosionkestävyyden, muokattavuuden jne. . .

Masuunien raudan tuotantoprosessi

Raudan valmistusmasuuniprosessi koostuu seuraavista vaiheista:

a) sulfidi- ja karbonaattimalmien valmistus (paahtaminen) - muuntaminen oksidimalmiksi:

FeS 2 → Fe 2 O 3 (O 2, 800 ° С, -SO 2) FeCO 3 → Fe 2 O 3 (O 2, 500-600 ° С, -CO 2)

b) koksin polttaminen kuumalla puhalluksella:

C (koksi) + O 2 (ilma) → CO 2 (600-700 °C) CO 2 + C (koksi) ⇌ 2CO (700-1000 °C)

c) oksidimalmin pelkistys hiilimonoksidilla CO peräkkäin:

Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO) Fe

d) raudan hiiletys (6,67 % C asti) ja valuraudan sulatus:

Fe (t ) →(C(koksi)900-1200°С) Fe (g) (valurauta, t pl 1145°C)

Valurautassa sementiitti Fe 2 C ja grafiitti ovat aina rakeiden muodossa.

Teräksen tuotanto

Valuraudan uudelleenjako teräkseksi suoritetaan erityisissä uuneissa (muunnin, avotakka, sähkö), jotka eroavat lämmitysmenetelmästä; prosessilämpötila 1700-2000 °C. Happirikastetun ilman puhallus polttaa valuraudasta ylimääräisen hiilen sekä rikin, fosforin ja piin oksidien muodossa. Tässä tapauksessa oksidit joko otetaan talteen pakokaasujen muodossa (CO 2, SO 2) tai sidotaan helposti erottuvaan kuonaan - Ca 3 (PO 4) 2:n ja CaSiO 3:n seokseen. Erikoisterästen saamiseksi uuniin lisätään muiden metallien seostavia lisäaineita.

Kuitti puhdas rauta teollisuudessa - rautasuolojen liuoksen elektrolyysi, esimerkiksi:

FeCl 2 → Fe↓ + Cl 2 (90 °C) (elektrolyysi)

(on muitakin erikoismenetelmiä, mukaan lukien rautaoksidien pelkistys vedyllä).

Puhdasta rautaa käytetään erikoisseosten valmistuksessa, sähkömagneettien ja muuntajien ytimien valmistuksessa, valurautaa valujen ja teräksen valmistuksessa, terästä käytetään rakenne- ja työkalumateriaaleina, mukaan lukien kulutus-, lämpö- ja korroosio - kestävät materiaalit.

Rauta(II)oksidi F EO . Amfoteerinen oksidi, jolla on suuri enemmistö perusominaisuuksista. Musta, sen ionirakenne on Fe 2+ O 2-. Kuumennettaessa se ensin hajoaa ja muodostuu sitten uudelleen. Sitä ei muodostu raudan palaessa ilmassa. Ei reagoi veden kanssa. Hajoaa hapoista, fuusioituu alkalien kanssa. Hapeutuu hitaasti kosteassa ilmassa. Otetaan talteen vedyllä, koksilla. Osallistuu raudan sulatuksen masuuneihin. Sitä käytetään keramiikan ja mineraalimaalien komponenttina. Tärkeimpien reaktioiden yhtälöt:

4FeO ⇌ (Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 °С, 900-1000 ° С)

FeO + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + H 2 O

FeO + 4HNO 3 (konsentr.) \u003d Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O

FeO + 4NaOH \u003d 2H 2O + Na 4FeO3 (punainen.) trioksoferraatti(II)(400-500 °С)

FeO + H 2 \u003d H 2 O + Fe (korkea puhtaus) (350 °C)

FeO + C (koksi) \u003d Fe + CO (yli 1000 °C)

FeO + CO \u003d Fe + CO 2 (900 °C)

4FeO + 2H 2O (kosteus) + O 2 (ilma) → 4FeO (OH) (t)

6FeO + O 2 \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500 ° С)

Kuitti sisään laboratoriot: rauta(II)yhdisteiden lämpöhajoaminen ilman pääsyä ilmaan:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 °C)

FeSOz \u003d FeO + CO 2 (490-550 °С)

Dirautaoksidi (III) - rauta ( II ) ( Fe II Fe 2 III) O 4 . Kaksoisoksidi. Musta, sen ionirakenne on Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4. Lämpöstabiili korkeisiin lämpötiloihin asti. Ei reagoi veden kanssa. Hajoaa happojen vaikutuksesta. Sitä pelkistää vety, punakuuma rauta. Osallistuu raudanvalmistuksen masuuniprosessiin. Sitä käytetään mineraalimaalien komponenttina ( minimaalinen rauta), keramiikka, värillinen sementti. Terästuotteiden pinnan erityisen hapettumisen tuote ( tummuminen, sinertyminen). Koostumus vastaa ruskeaa ruostetta ja tummaa hilsettä raudalla. Fe 3 O 4 -kaavan käyttöä ei suositella. Tärkeimpien reaktioiden yhtälöt:

2 (Fe II Fe 2 III) O 4 \u003d 6FeO + O 2 (yli 1538 ° С)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2FeC1 3 + 4H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 10HNO 3 (konsentr.) \u003d 3 Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (ilma) \u003d 6Fe 2 O 3 (450-600 ° С)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 4H 2 \u003d 4H 2 O + 3Fe (korkea puhtaus, 1000 °C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO \u003d 3 FeO + CO 2 (500-800 ° C)

(Fe II Fe 2 III) O4 + Fe ⇌4 FeO (900-1000 °С, 560-700 °С)

Kuitti: raudan palaminen (katso) ilmassa.

magnetiitti.

Rauta(III)oksidi F e 2 O 3 . Amfoteerinen oksidi, jolla on vallitseva perusominaisuudet. Punaruskea, ionirakenne (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. Lämpöstabiili korkeisiin lämpötiloihin asti. Sitä ei muodostu raudan palaessa ilmassa. Ei reagoi veden kanssa, liuoksesta saostuu ruskea amorfinen hydraatti Fe 2 O 3 nH 2 O. Reagoi hitaasti happojen ja alkalien kanssa. Sitä pelkistää hiilimonoksidi, sula rauta. Seokset muiden metallien oksidien kanssa ja muodostavat kaksoisoksideja - spinellejä(teknisiä tuotteita kutsutaan ferriiteiksi). Sitä käytetään raaka-aineena raudan sulatuksessa masuuniprosessissa, katalysaattorina ammoniakin tuotannossa, keramiikan, värillisten sementtien ja mineraalimaalien komponenttina, teräsrakenteiden termiittihitsauksessa, äänen ja kuvan välittäjänä magneettinauhoilla teräksen ja lasin kiillotusaineena.

Tärkeimpien reaktioiden yhtälöt:

6Fe 2 O 3 \u003d 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (1200-1300 °С)

Fe 2 O 3 + 6HC1 (razb.) → 2FeC1 3 + ZH 2 O (t) (600 ° C, p)

Fe 2O 3 + 2NaOH (konsentr.) → H 2 O+ 2 NaFeO 2 (punainen)dioksoferraatti (III)

Fe 2 O 3 + MO \u003d (M II Fe 2 II I) O 4 (M \u003d Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 \u003d ZN 2 O + 2Fe (erittäin puhdas, 1050-1100 °С)

Fe 2 O 3 + Fe \u003d ZFeO (900 ° C)

3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 ° С)

Kuitti laboratoriossa - rauta(III)-suolojen lämpöhajoaminen ilmassa:

Fe 2 (SO 4) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 ° С)

4 (Fe (NO 3) 3 9 H 2 O) \u003d 2 Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 ° С)

Luonnossa - rautaoksidimalmit hematiitti Fe203 ja limoniitti Fe 2 O 3 nH 2 O

Rauta(II)hydroksidi F e(OH)2. Amfoteerinen hydroksidi, jolla on vallitseva perusominaisuudet. Valkoiset (joskus vihertävän sävyiset) Fe-OH-sidokset ovat pääasiassa kovalenttisia. Termisesti epävakaa. Hapeutuu helposti ilmassa, varsinkin märkänä (tummuu). Ei liukene veteen. Reagoi laimennettujen happojen, väkevien emästen kanssa. Tyypillinen restauraattori. Välituote raudan ruosteessa. Sitä käytetään rauta-nikkeli-akkujen aktiivisen massan valmistukseen.

Tärkeimpien reaktioiden yhtälöt:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 °C, atm.N 2)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50 %) \u003d Na 2 ↓ (sinivihreä) (kiehuva)

4Fe(OH)2 (suspensio) + O 2 (ilma) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2O (t)

2Fe (OH) 2 (suspensio) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (konsentr.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)

Kuitti: saostuminen liuoksesta alkalien tai ammoniakkihydraatin kanssa inertissä ilmakehässä:

Fe 2+ + 2OH (razb.) = Fe(OH) 2 ↓

Fe 2+ + 2 (NH3H20) = Fe(OH) 2 ↓+ 2NH4

Rauta metahydroksidi F eO(OH). Amfoteerinen hydroksidi, jolla on vallitseva perusominaisuudet. Vaaleanruskeat, Fe-O- ja Fe-OH-sidokset ovat pääasiassa kovalenttisia. Kuumennettaessa se hajoaa sulamatta. Ei liukene veteen. Se saostuu liuoksesta ruskeana amorfisena polyhydraattina Fe 2 O 3 nH 2 O, joka laimeassa emäksisessä liuoksessa säilytettynä tai kuivattuna muuttuu FeO:ksi (OH). Reagoi happojen, kiinteiden alkalien kanssa. Heikko hapettava ja pelkistävä aine. Sintrattu Fe(OH)2:lla. Välituote raudan ruosteessa. Sitä käytetään keltaisten mineraalimaalien ja emalien pohjana, pakokaasun absorboijana, katalysaattorina orgaanisessa synteesissä.

Liitoksen koostumus Fe(OH) 3 ei ole tiedossa (ei vastaanotettu).

Tärkeimpien reaktioiden yhtälöt:

Fe203. nH 2 O→( 200-250 °С, —H 2 O) FeO(OH)→( 560-700°C ilmassa, -H2O)→ Fe 2 O 3

FeO (OH) + ZNS1 (razb.) \u003d FeC1 3 + 2H 2 O

FeO(OH)→ Fe 2 O 3 . nH 2 O-kolloidi(NaOH (väk.))

FeO(OH)→ Na 3 [Fe(OH)6]valkoinen, Na5 ja K4, vastaavasti; molemmissa tapauksissa saostuu sininen tuote, jolla on sama koostumus ja rakenne, KFe III. Laboratoriossa tätä sakkaa kutsutaan Preussin sininen, tai turnbull sininen:

Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓

Alkureagenssien ja reaktiotuotteen kemialliset nimet:

K 3 Fe III - kaliumheksasyanoferraatti (III)

K 4 Fe III - kaliumheksasyanoferraatti (II)

KFe III - heksasyanoferraatti (II) rauta (III) kalium

Lisäksi tiosyanaatti-ioni NCS - on hyvä reagenssi Fe 3+ -ioneille, rauta (III) yhdistyy sen kanssa ja kirkkaan punainen ("verinen") väri ilmestyy:

Fe 3+ + 6NCS - = 3-

Tällä reagenssilla (esim. KNCS-suolan muodossa) vesijohtovedestä voidaan havaita jopa jäämiä rautaa (III), jos se kulkee sisäpuolelta ruosteen peittämien rautaputkien läpi.

Tarina

Rauta instrumentaalimateriaalina on tunnettu muinaisista ajoista lähtien. Vanhimmat arkeologisten kaivausten aikana löydetyt rautatuotteet ovat peräisin 4. vuosituhannelta eKr. e. ja kuuluvat muinaiseen sumerilaiseen ja muinaiseen egyptiläiseen sivilisaatioon. Nämä on valmistettu raudasta, eli raudan ja nikkelin seoksesta (jälkimmäisen pitoisuus vaihtelee välillä 5-30 %), koruja egyptiläisistä haudoista (noin 3800 eKr.) ja tikari sumerilaiselta Urin kaupungista (n. 3100 eaa). e.). Ilmeisesti yksi raudan nimistä kreikan ja latinan kielessä tulee meteorisen raudan taivaallisesta alkuperästä: "sider" (joka tarkoittaa "tähtikirkasta").

Sulattamalla saadut rautatuotteet ovat olleet tiedossa arjalaisten heimojen asuttamisesta Euroopasta Aasiaan, Välimeren saarille ja sen jälkeen (4. ja 3. vuosituhannen loppu eKr.). Vanhimmat tunnetut rautatyökalut ovat terästerät, jotka löydettiin Egyptin Cheopsin pyramidin muurauksesta (rakennettu noin 2530 eKr.). Kuten Nubian autiomaassa tehdyt kaivaukset ovat osoittaneet, egyptiläiset yrittivät jo tuolloin erottaa louhittua kultaa raskaasta magnetiittihiekasta, leseillä kalsinoidusta malmista ja vastaavista hiiltä sisältävistä aineista. Tämän seurauksena kultasulan pinnalle leijui kerros taikinarautaa, joka käsiteltiin erikseen. Tästä raudasta taottiin työkaluja, mukaan lukien Cheopsin pyramidista löydetyt työkalut. Cheops Menkaurin pojanpojan (2471-2465 eKr.) jälkeen kuitenkin tapahtui kuohunta Egyptissä: Ra-jumalan pappien johtama aatelisto kaatoi hallitsevan dynastian ja alkoi anastajien hyppy, joka päättyi Egyptin liittymiseen. seuraavan dynastian faarao, Userkar, jonka papit julistivat itse Ra-jumalan pojaksi ja inkarnaatioksi (sittemmin tästä on tullut faaraoiden virallinen asema). Tämän myllerryksen aikana egyptiläisten kulttuurinen ja tekninen tietämys romahti, ja aivan kuten pyramidien rakentamisen taito heikkeni, raudan tuotantotekniikka katosi siihen pisteeseen, että myöhemmin Siinain niemimaalla kuparia etsimässä. malmi, egyptiläiset eivät kiinnittäneet mitään huomiota siellä oleviin rautamalmiesiintymiin, vaan saivat rautaa naapurimaiden heettiläisiltä ja mitannilaisilta.

Ensimmäiset hallitsivat rauta-Hattin valmistuksen, tästä kertoo vanhin (2. vuosituhat eKr.) maininta raudasta heettiläisten teksteissä, jotka perustivat valtakuntansa Hattien alueelle (nykyinen Anatolia Turkissa). Joten heettiläisen kuninkaan Anittan (noin 1800 eKr.) tekstissä sanotaan:

Kun lähdin kampanjaan Puruskhandan kaupunkiin, mies Puruskhandan kaupungista tuli kumartamaan minua (...?) ja hän antoi minulle 1 rautaistuimen ja 1 rautavaltikan (?) nöyryyden merkiksi. (?)...

(lähde: Giorgadze G.G.// Muinaisen historian tiedote. 1965. Nro 4.)

Muinaisina aikoina khalibien sanottiin olevan rautatuotteiden mestareita. Legenda argonauteista (heidän kampanjansa Kolkhikseen tapahtui noin 50 vuotta ennen Troijan sotaa) kertoo, että Colchiksen kuningas Eet antoi Jasonille rauta-auran Ares-pellon kyntämiseen, ja kuvailee hänen alalaisiaan, halibreja:

He eivät kynnä maata, eivät istuta hedelmäpuita, eivät laiduuta karjaa runsailla niityillä; he louhivat malmia ja rautaa viljelemättömästä maasta ja vaihtavat ruokaa heille. Päivä ei ala heille ilman kovaa työtä, he viettävät yön pimeydessä ja paksussa savussa työskennellen koko päivän ...

Aristoteles kuvaili menetelmäään teräksen saamiseksi: "Khalibit pesivat maansa jokihiekkaa useita kertoja - erottivat siten mustan rikasteen (raskas jae, joka koostuu pääasiassa magnetiitista ja hematiitista) ja sulattivat sen uuneissa; näin saatu metalli oli väriltään hopeaa ja ruostumatonta."

Magnetiittihiekkoja, joita esiintyy usein koko Mustanmeren rannikolla, käytettiin teräksen sulatuksen raaka-aineena: nämä magnetiittihiekat koostuvat hienoista magnetiitin, titaanimagnetiitin tai ilmeniitin rakeista ja muiden kivien fragmenteista, niin, että Khalibien sulattama teräs oli seostettua ja sillä oli erinomaiset ominaisuudet. Tällainen erikoinen tapa saada rautaa viittaa siihen, että khalibit levittivät vain rautaa teknologisena materiaalina, mutta heidän menetelmänsä ei voinut olla menetelmä laajalle rautatuotteiden teolliseen tuotantoon. Niiden tuotanto toimi kuitenkin sysäyksenä rautametallurgian edelleen kehitykselle.

Syvimmällä antiikin aikoina rautaa arvostettiin enemmän kuin kultaa, ja Strabon kuvauksen mukaan afrikkalaiset heimot antoivat 10 puntaa kultaa 1 paunasta rautaa, ja historioitsija G. Areshyanin tutkimusten mukaan kuparin hinta, hopeaa, kultaa ja rautaa muinaisilla heettiläisillä oli suhde 1:160 :1280:6400. Siihen aikaan rautaa käytettiin korumetallina, siitä valmistettiin valtaistuimia ja muita kuninkaallisen voiman kunniamerkkejä: mm. Raamatun kirja 5. Moos. 3.11, Refaimin kuninkaan Ogin "rautasänky" on kuvattu.

Tutankhamonin (noin 1350 eKr.) haudasta löydettiin raudasta valmistettu tikari kultarungossa - mahdollisesti lahja heettiläisiltä diplomaattisiin tarkoituksiin. Mutta heettiläiset eivät pyrkineet raudan ja sen teknologioiden laajaan levittämiseen, mikä käy ilmi myös Egyptin faaraon Tutankhamonin ja hänen appinsa, heettiläisten kuninkaan Hattusilin kirjeenvaihdosta, joka on tullut meille. Faarao pyytää lähettämään lisää rautaa, ja heettiläisten kuningas vastaa välttelevästi, että rautavarastot ovat loppuneet ja sepät ovat kiireisiä maataloustöissä, joten hän ei voi täyttää kuninkaallisen vävy pyyntöä ja lähettää vain yksi tikari "hyvästä raudasta" (eli teräksestä). Kuten näet, heettiläiset yrittivät käyttää tietämystään saavuttaakseen sotilaallisia etuja, eivätkä antaneet muille mahdollisuutta saavuttaa heitä. Ilmeisesti siksi rautatuotteet yleistyivät vasta Troijan sodan ja heettiläisten kaatumisen jälkeen, kun kreikkalaisten kauppatoiminnan ansiosta rautatekniikka tuli monille tunnetuksi ja uusia rautaesiintymiä ja -kaivoksia löydettiin. Joten pronssikausi korvattiin rautakaudella.

Vaikka Troijan sodan aikana (noin 1250 eaa.) aseet valmistettiin enimmäkseen kuparista ja pronssista, Homeroksen kuvausten mukaan rauta oli jo hyvin tunnettu ja erittäin kysytty, vaikkakin enemmän jalometallina. Esimerkiksi Iliaksen 23. laulussa Homeros sanoo, että Akhilleus palkitsi kiekonheiton voittajan rautaisella huutokiekkolla. Akhaialaiset louhivat tätä rautaa troijalaisilta ja naapurikansoilta (Ilias 7.473), mukaan lukien khalibeista, jotka taistelivat troijalaisten puolella:

"Muut akhaalaiset miehet ostivat kanssani viiniä,
Kuparin soittoäänet, harmaata rautaa varten vaihdettiin,
Härännahoille tai korkeasarvisille härille,
Ne vangilleen. Ja iloinen juhla on valmistettu ... "

Ehkä rauta oli yksi niistä syistä, jotka saivat Akhaian kreikkalaiset muuttamaan Vähä-Aasiaan, missä he oppivat sen tuotannon salaisuudet. Ja Ateenan kaivaukset osoittivat, että jo noin 1100 eaa. e. ja myöhemmin rautaiset miekat, keihäät, kirveet ja jopa rautanaulat olivat jo yleisiä. Raamatun kirja Joosua 17:16 (vrt. Tuomarit 14:4) kuvaa, että filistealaisilla (raamatullinen "PILISTIM" ja nämä olivat alkukreikkalaisia ​​heimoja, jotka olivat sukua myöhemmille helleneille, pääasiassa pelasgilaisille) käyttivät monia rautavaunuja, ts. , tässä raudassa on jo laajalti käytetty suuria määriä.

Homeros Iliadissa ja Odysseiassa kutsuu rautaa "kovaksi metalliksi" ja kuvailee työkalujen karkaisua:

"Nopea väärentäjä, joka on tehnyt kirveen tai kirveen,
Metallia veteen, lämmittäen sitä niin, että se kaksinkertaistuu
Hänellä oli linnoitus, hän upottaa ... "

Homeros kutsuu rautaa vaikeaksi, koska muinaisina aikoina pääasiallinen menetelmä sen saamiseksi oli raakapuhallusprosessi: vuorottelevia rautamalmin ja hiilen kerroksia kalsinoitiin erityisissä uuneissa (takomot - muinaisesta "Sarvesta" - sarvi, piippu, alun perin se oli vain maahan kaivettu putki, yleensä vaakasuoraan rotkon rinteeseen). Tulisijassa rautaoksidit pelkistetään metalliksi kuumalla hiilellä, joka ottaa pois happea, hapettuen hiilimonoksidiksi, ja tällaisen malmin kalsinoinnin seurauksena kivihiilellä saatiin taikinamaista (sienimäistä) rautaa. Kritsu puhdistettiin kuonasta takomalla, puristamalla epäpuhtaudet pois voimakkailla vasaraniskuilla. Ensimmäisten tulisijojen lämpötila oli suhteellisen alhainen - huomattavasti alhaisempi kuin valuraudan sulamispiste, joten rauta osoittautui suhteellisen vähähiiliseksi. Vahvan teräksen saamiseksi oli tarpeen kalsinoida ja takoa rautatanko hiilellä monta kertaa, samalla kun metallin pintakerros kyllästettiin lisäksi hiilellä ja karkaistiin. Näin saatiin ”hyvää rautaa” - ja vaikka se vaati paljon työtä, niin saadut tuotteet olivat huomattavasti vahvempia ja kovempia kuin pronssi.

Myöhemmin he oppivat tekemään tehokkaampia uuneja (venäjäksi - masuuni, domnitsa) teräksen tuotantoon ja käyttivät turkiksia ilman syöttämiseen uuniin. Jo roomalaiset pystyivät saattamaan uunin lämpötilan teräksen sulamiseen (noin 1400 astetta ja puhdas rauta sulaa 1535 asteessa). Tässä tapauksessa muodostetaan valurauta, jonka sulamispiste on 1100-1200 astetta, joka on erittäin hauras kiinteässä tilassa (ei edes soveltuva takomiseen) eikä sillä ole teräksen elastisuutta. Sitä pidettiin alun perin haitallisena sivutuotteena. harkkorauta, venäjäksi harkkorauta, harkot, josta itse asiassa sana valurauta tulee), mutta sitten kävi ilmi, että sulatettuna uudelleen uunissa, jossa ilma puhaltaa sen läpi, valurauta muuttuu laadukkaaksi teräkseksi, koska ylimäärä hiili palaa. Tällainen kaksivaiheinen prosessi teräksen valmistamiseksi valuraudasta osoittautui yksinkertaisemmaksi ja kannattavammaksi kuin kukinta, ja tätä periaatetta on käytetty ilman suuria muutoksia vuosisatojen ajan, ja se on tähän päivään asti pääasiallinen raudan valmistusmenetelmä. materiaaleja.

Bibliografia: Karl Bucks. Maan sisustuksen rikkaus. M .: Progress, 1986, s. 244, luku "Rauta"

nimen alkuperä

Slaavilaisen sanan "rauta" alkuperästä on useita versioita (valkovenäjäksi zhalez, ukraina zalizo, vanha slaavi. rauta-, bulg. rauta, Serbohorv. zhezo, puola. Zelazo, Tšekki železo, slovenia zelezo).

Yksi etymologioista yhdistää Praslavin. *ZelEzo kreikkalaisen sanan kanssa χαλκός , joka tarkoitti toisen version mukaan rautaa ja kuparia *ZelEzo kuin sanat *zely"kilpikonna" ja *silmä"rock", yleisellä seme "kivi". Kolmas versio ehdottaa muinaista lainausta tuntemattomasta kielestä.

Germaaniset kielet lainasivat nimen rauta (gootti. eisarn, Englanti rauta-, Saksan kieli Eisen, Netherl. ijzer, dat. jern, ruotsi jarn) Celticiltä.

Pra-kelttiläinen sana *isarno-(> OE iarn, OE Bret hoiarn), palaa luultavasti Proto-IE:hen. *h 1 esh 2 r-no- "verinen" ja semanttinen kehitys "verinen" > "punainen" > "rauta". Toisen hypoteesin mukaan tämä sana juontaa juurensa pra-i.e. *(H)ish 2ro- "vahva, pyhä, jolla on yliluonnollinen voima".

antiikin kreikkalainen sana σίδηρος , on saatettu lainata samasta lähteestä kuin slaavilaiset, germaaniset ja balttilaiset sanat hopeaa varten.

Luonnollisen rautakarbonaatin (sideriitti) nimi tulee lat. sidereus- tähti; todellakin ensimmäinen rauta, joka joutui ihmisten käsiin, oli meteorista alkuperää. Ehkä tämä yhteensattuma ei ole sattumaa. Erityisesti antiikin kreikkalainen sana sideros (σίδηρος) raudalle ja latinalle sidus, joka tarkoittaa "tähteä", on todennäköisesti yhteinen alkuperä.

isotoopit

Luonnonrauta koostuu neljästä stabiilista isotoopista: 54 Fe (isotooppien määrä 5,845 %), 56 Fe (91,754 %), 57 Fe (2,119 %) ja 58 Fe (0,282 %). Tunnetaan myös yli 20 epästabiilia raudan isotooppia, joiden massaluvut ovat 45-72, joista stabiilimmat ovat 60 Fe (puoliintumisaika vuonna 2009 päivitettyjen tietojen mukaan on 2,6 miljoonaa vuotta), 55 Fe (2,737 vuotta), 59 Fe (44,495 päivää) ja 52 Fe (8,275 tuntia); jäljellä olevien isotooppien puoliintumisajat ovat alle 10 minuuttia.

Raudan isotooppi 56 Fe on yksi stabiiliimmista ytimistä: kaikki seuraavat alkuaineet voivat vähentää sitoutumisenergiaa nukleonia kohti hajoamalla, ja kaikki aikaisemmat alkuaineet voivat periaatteessa vähentää sitoutumisenergiaa nukleonia kohti fuusion vuoksi. Uskotaan, että sarja elementtien synteesiä normaaleiden tähtien ytimissä päättyy rautaan (katso Rautatähti), ja kaikki seuraavat elementit voivat muodostua vain supernovaräjähdyksen seurauksena.

Raudan geokemia

Hydroterminen lähde rautapitoisella vedellä. Rautaoksidit värjäävät veden ruskeaksi

Rauta on yksi aurinkokunnan yleisimmistä alkuaineista, erityisesti maanpäällisillä planeetoilla, erityisesti maan päällä. Merkittävä osa maanpäällisten planeettojen raudasta sijaitsee planeettojen ytimissä, joissa sen pitoisuuden arvioidaan olevan noin 90 %. Rautapitoisuus maankuoressa on 5 % ja vaipassa noin 12 %. Metalleista rauta on toisella sijalla alumiinin jälkeen runsaudeltaan kuoressa. Samaan aikaan noin 86 % kaikesta raudasta on ytimessä ja 14 % vaipassa. Rautapitoisuus kasvaa merkittävästi peruskoostumuksen magmaisissa kivissä, joissa se liittyy pyrokseeniin, amfiboliin, oliviiniin ja biotiittiin. Teollisissa pitoisuuksissa rauta kerääntyy lähes kaikkien maankuoressa tapahtuvien eksogeenisten ja endogeenisten prosessien aikana. Merivedessä rautaa on hyvin pieniä määriä 0,002-0,02 mg / l. Jokivedessä se on hieman korkeampi - 2 mg / l.

Raudan geokemialliset ominaisuudet

Raudan tärkein geokemiallinen ominaisuus on useiden hapetustilojen läsnäolo. Rauta neutraalissa muodossa - metallinen - muodostaa maan ytimen, mahdollisesti esiintyy vaipassa ja hyvin harvoin maankuoressa. Rautarauta FeO on vaipan ja maankuoren pääasiallinen raudan muoto. Rautaoksidi Fe 2 O 3 on ominaista maankuoren ylimmille, hapettuneimmalle osalle, erityisesti sedimenttikiville.

Kiteen kemiallisilta ominaisuuksiltaan Fe 2+ -ioni on lähellä Mg 2+- ja Ca 2+ -ioneja, muita pääalkuaineita, jotka muodostavat merkittävän osan kaikista maanpäällisistä kivistä. Kiteiden kemiallisen samankaltaisuuden vuoksi rauta korvaa magnesiumin ja osittain kalsiumin monissa silikaateissa. Rautapitoisuus vaihtelevan koostumuksen omaavissa mineraaleissa yleensä kasvaa lämpötilan laskeessa.

rautamineraaleja

Rautaa sisältäviä malmeja ja mineraaleja tunnetaan suuri määrä. Suurin käytännön merkitys on punainen rautamalmi (hematiitti, Fe 2 O 3; sisältää jopa 70 % Fe), magneettinen rautamalmi (magnetiitti, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; sisältää 72,4 % Fe), ruskea rautamalmi tai limoniitti (goetiitti ja hydrogoetiitti, FeOOH ja FeOOH nH20, vastaavasti). Götiittiä ja hydrogoetiittia esiintyy useimmiten säänkestävissä kuorissa, jotka muodostavat niin sanottuja "rautahattuja", joiden paksuus on useita satoja metrejä. Ne voivat olla myös sedimenttialkuperää, ja ne voivat pudota kolloidisista liuoksista järvissä tai merien rannikkoalueilla. Tässä tapauksessa muodostuu ooliitti- tai palkokasvi-rautamalmeja. Niissä esiintyy usein vivianiittia Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, joka muodostaa mustia pitkänomaisia ​​kiteitä ja säteittäisiä säteileviä aggregaatteja.

Rautasulfidit ovat myös laajalle levinneitä luonnossa - rikkikiisu FeS 2 (rikki- tai rautapyriitti) ja pyrrotiitti. Ne eivät ole rautamalmia - rikkihapon valmistukseen käytetään rikkihappoa, ja pyrrotiitti sisältää usein nikkeliä ja kobolttia.

Rautamalmivaroilla mitattuna Venäjä on ensimmäisellä sijalla maailmassa. Meriveden rautapitoisuus on 1·10 −5 -1·10 −8 %.

Muita yleisiä rautamineraaleja ovat:

• Siderite - FeCO 3 - sisältää noin 35 % rautaa. Sillä on kellertävänvalkoinen (saastumisen tapauksessa harmaa tai ruskea sävy) väri. Tiheys on 3 g / cm³ ja kovuus 3,5-4,5 Mohsin asteikolla.
• Markasiitti - FeS 2 - sisältää 46,6 % rautaa. Se esiintyy keltaisina, kuten messinkinä, bipyramidimuotoisten rombisten kiteiden muodossa, joiden tiheys on 4,6-4,9 g / cm³ ja kovuus 5-6 Mohsin asteikolla.
• Lollingite - FeAs 2 - sisältää 27,2 % rautaa ja esiintyy hopeanvalkoisten bipyramidaalisten rombisten kiteiden muodossa. Tiheys on 7-7,4 g / cm³, kovuus on 5-5,5 Mohsin asteikolla.
• Mispikel - FeAsS - sisältää 34,3% rautaa. Se esiintyy valkoisten monokliinisten prismien muodossa, joiden tiheys on 5,6-6,2 g / cm³ ja kovuus 5,5-6 Mohsin asteikolla.
• Melanteriitti - FeSO 4 7H 2 O - on harvinaisempi luonnossa ja on vihreitä (tai harmaita epäpuhtauksien vuoksi) monokliinisiä kiteitä, joilla on lasimainen kiilto, hauras. Tiheys on 1,8-1,9 g / cm³.
• Vivianiitti - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - esiintyy siniharmaiden tai vihreänharmaiden monokliinisten kiteiden muodossa, joiden tiheys on 2,95 g / cm³ ja kovuus 1,5-2 Mohsin asteikolla.

Edellä mainittujen rautamineraalien lisäksi löytyy mm.

Tärkeimmät talletukset

US Geological Surveyn (2011 arvio) mukaan maailman todetut rautamalmivarat ovat noin 178 miljardia tonnia. Tärkeimmät rautaesiintymät ovat Brasiliassa (1. sija), Australiassa, Yhdysvalloissa, Kanadassa, Ruotsissa, Venezuelassa, Liberiassa, Ukrainassa, Ranskassa ja Intiassa. Venäjällä rautaa louhitaan Kurskin magneettisella anomalialla (KMA), Kuolan niemimaalla, Karjalassa ja Siperiassa. Merkittävän roolin ovat viime aikoina saaneet valtameren pohjaesiintymät, joissa rauta yhdessä mangaanin ja muiden arvometallien kanssa löytyy kyhmyissä.

Kuitti

Teollisuudessa rautaa saadaan rautamalmista, pääasiassa hematiitista (Fe 2 O 3) ja magnetiitista (FeO Fe 2 O 3).

Rautaa voidaan erottaa malmeista useilla eri tavoilla. Yleisin on verkkotunnusprosessi.

Ensimmäinen tuotantovaihe on raudan pelkistys hiilellä masuunissa 2000 °C:n lämpötilassa. Masuunissa hiiltä koksina, rautamalmia sintterin tai pellettien muodossa ja juoksutetta (kuten kalkkikiveä) syötetään sisään ylhäältä, ja ne kohtaavat ruiskutetun kuuman ilman virtauksen alhaalta.

Uunissa koksin muodossa oleva hiili hapetetaan hiilimonoksidiksi. Tämä oksidi muodostuu palamisen aikana hapen puutteessa:

Hiilimonoksidi puolestaan ​​ottaa rautaa talteen malmista. Tämän reaktion nopeuttamiseksi lämmitetty hiilimonoksidi johdetaan rauta(III)oksidin läpi:

Kalsiumoksidi yhdistyy piidioksidiin muodostaen kuonan - kalsiummetasilikaatin:

Kuona, toisin kuin piidioksidi, sulatetaan uunissa. Rautaa kevyempi kuona kelluu pinnalla - tämän ominaisuuden avulla voit erottaa kuonan metallista. Kuonaa voidaan sitten käyttää rakentamisessa ja maataloudessa. Masuunissa saatu rautasula sisältää melko paljon hiiltä (valurautaa). Lukuun ottamatta tällaisia ​​tapauksia, kun valurautaa käytetään suoraan, se vaatii lisäkäsittelyä.

Ylimääräinen hiili ja muut epäpuhtaudet (rikki, fosfori) poistetaan valuraudasta hapettamalla avouunissa tai konverttereissa. Sähköuuneja käytetään myös seostettujen terästen sulattamiseen.

Masuuniprosessin lisäksi raudan suora tuotantoprosessi on yleinen. Tässä tapauksessa esimurskattu malmi sekoitetaan erikoissaveen pellettien muodostamiseksi. Pelletit paahdetaan ja käsitellään kuilu-uunissa vetyä sisältävillä kuumilla metaanin konversiotuotteilla. Vety vähentää helposti rautaa:

,

kun taas rauta ei ole kontaminoitunut epäpuhtauksilla, kuten rikillä ja fosforilla, jotka ovat tavallisia kivihiilen epäpuhtauksia. Rauta saadaan kiinteässä muodossa ja sulatetaan sitten sähköuuneissa.

Kemiallisesti puhdasta rautaa saadaan elektrolyysillä sen suoloista.

Fyysiset ominaisuudet

Polymorfismin ilmiö on erittäin tärkeä teräsmetallurgiassa. Teräksen lämpökäsittely tapahtuu kidehilan α-γ-siirtymien ansiosta. Ilman tätä ilmiötä rauta teräksen perustana ei olisi saanut niin laajaa käyttöä.

Rauta on kohtalaisen tulenkestävä metalli. Standardielektrodipotentiaalien sarjassa rauta seisoo ennen vetyä ja reagoi helposti laimennettujen happojen kanssa. Siten rauta kuuluu keskiaktiivisiin metalleihin.

Raudan sulamispiste on 1539 °C ja kiehumispiste 2862 °C.

Kemialliset ominaisuudet

Tyypilliset hapetustilat

• Happoa ei ole olemassa vapaassa muodossaan - vain sen suolat on saatu.

Raudille raudan hapetustilat ovat ominaisia ​​- +2 ja +3.

Hapetusaste +2 vastaa mustaa oksidia FeO ja vihreää hydroksidia Fe(OH) 2 . Ne ovat perustason. Suoloissa Fe(+2) on läsnä kationina. Fe(+2) on heikko pelkistävä aine.

+3 hapetusastetta vastaavat punaruskeaa Fe 2 O 3 -oksidia ja ruskeaa Fe(OH) 3 -hydroksidia. Ne ovat luonteeltaan amfoteerisia, vaikka niiden happamat ja emäksiset ominaisuudet ilmenevät heikosti. Siten Fe 3+ -ionit hydrolysoituvat täysin jopa happamassa ympäristössä. Fe (OH) 3 liukenee (ja silloinkaan ei täysin) vain konsentroituihin emäksiin. Fe 2 O 3 reagoi alkalien kanssa vain fuusioituessaan, jolloin muodostuu ferriittejä (hapon muodollisia suoloja, joita ei ole hapon HFeO 2 vapaassa muodossa):

Raudalla (+3) on useimmiten heikkoja hapettavia ominaisuuksia.

Hapetustilat +2 ja +3 siirtyvät helposti keskenään, kun redox-olosuhteet muuttuvat.

Lisäksi on Fe 3 O 4 -oksidia, jossa raudan muodollinen hapetusaste on +8/3. Tätä oksidia voidaan kuitenkin pitää myös rauta(II)ferriittinä Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 .

Myös hapetusaste on +6. Vastaavat oksidit ja hydroksidit eivät ole vapaassa muodossa, mutta suoloja - ferraatteja (esim. K 2 FeO 4) on saatu. Rauta (+6) on niissä anionin muodossa. Ferraatit ovat voimakkaita hapettimia.

Yksinkertaisen aineen ominaisuudet

Kun sitä varastoidaan ilmassa enintään 200 °C:n lämpötilassa, rauta peittyy vähitellen tiheällä oksidikalvolla, mikä estää metallin hapettumisen. Kosteassa ilmassa rauta on peitetty löysällä ruostekerroksella, joka ei estä hapen ja kosteuden pääsyä metalliin ja sen tuhoutumista. Ruosteen kemiallinen koostumus ei ole vakio, sen kemiallinen kaava voidaan kirjoittaa suunnilleen muodossa Fe 2 O 3 xH 2 O.

Rauta(II)-yhdisteet

Rautaoksidi (II) FeO:lla on emäksisiä ominaisuuksia, se vastaa emästä Fe (OH) 2. Rautasuolot (II) ovat vaaleanvihreitä. Säilyttäessä varsinkin kosteassa ilmassa ne muuttuvat ruskeiksi hapettuessaan raudaksi (III). Sama prosessi tapahtuu rauta(II)-suolojen vesiliuosten varastoinnin aikana:

Vesiliuoksissa olevista rauta(II)-suoloista Mohrin suola on stabiili - kaksoisammonium ja rauta(II)sulfaatti (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O.

Kaliumheksasyanoferraatti (III) K 3 (punainen veren suola) voi toimia reagenssina Fe 2+ -ioneille liuoksessa. Kun Fe 2+ ja 3− -ionit ovat vuorovaikutuksessa, sinistä saostuu:

Raudan (II) kvantitatiiviseen määritykseen liuoksessa käytetään fenantroliini Pheniä, joka muodostaa punaisen FePhen 3 -kompleksin raudan (II) kanssa (valon absorptiomaksimi - 520 nm) laajalla pH-alueella (4-9).

Rauta(III)-yhdisteet

Metallirauta pelkistää liuoksissa olevat rauta(III)-yhdisteet:

Rauta (III) pystyy muodostamaan kaksoissulfaatteja kertavarautuneiden alunatyyppisten kationien kanssa, esimerkiksi KFe (SO 4) 2 - kaliumrautaaluna, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - rautaammoniumaluna jne.

Rauta(III)-yhdisteiden kvalitatiiviseen havaitsemiseen liuoksessa käytetään Fe 3+ -ionien kvalitatiivista reaktiota tiosyanaatti-ionien SCN − kanssa. Kun Fe 3+ -ionit ovat vuorovaikutuksessa SCN − -anionien kanssa, muodostuu kirkkaan punaisten rautatiosyanaattikompleksien 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - seos. Seoksen koostumus (ja siten sen värin intensiteetti) riippuu useista tekijöistä, joten tämä menetelmä ei sovellu raudan tarkkaan kvalitatiiviseen määritykseen.

Toinen korkealaatuinen Fe 3+ -ionien reagenssi on kaliumheksasyanoferraatti (II) K 4 (keltainen veren suola). Kun Fe 3+ ja 4− -ionit ovat vuorovaikutuksessa, saostuu kirkkaansininen Preussin sinisen sakka:

Rauta(VI)-yhdisteet

Ferraattien hapettavia ominaisuuksia käytetään veden desinfiointiin.

Rautayhdisteet VII ja VIII

On olemassa raportteja rauta(VIII)-yhdisteiden sähkökemiallisesta valmistamisesta. , , , ei kuitenkaan ole olemassa itsenäisiä teoksia, jotka vahvistavat näitä tuloksia.

Sovellus

Rautamalmi

Rauta on yksi eniten käytetyistä metalleista, ja sen osuus maailman metallurgian tuotannosta on jopa 95 %.

• Rauta on terästen ja valuraudan pääkomponentti - tärkeimmät rakennemateriaalit.
• Rauta voi olla osa muihin metalleihin perustuvia seoksia - esimerkiksi nikkeliä.
• Magneettinen rautaoksidi (magnetiitti) on tärkeä materiaali pitkäkestoisten tietokonemuistilaitteiden valmistuksessa: kiintolevyt, levykkeet jne.
• Ultrahienoa magnetiittijauhetta käytetään monissa mustavalkotulostimissa, joihin on sekoitettu polymeerirakeita väriaineena. Se käyttää sekä magnetiitin mustaa väriä että sen kykyä tarttua magnetoituun siirtotelaan.
• Useiden rautapohjaisten metalliseosten ainutlaatuiset ferromagneettiset ominaisuudet edistävät niiden laajaa käyttöä muuntajien ja sähkömoottoreiden magneettisydämien sähkötekniikassa.
• Rauta(III)kloridia (ferrikloridia) käytetään radioamatööritoiminnassa painettujen piirilevyjen syövytykseen.
• Rautasulfaattia (rautasulfaattia) sekoitettuna kuparisulfaattiin käytetään haitallisten sienien torjuntaan puutarhanhoidossa ja rakentamisessa.
• Rautaa käytetään anodina rauta-nikkeli-akuissa, rauta-ilma-akuissa.
• Kaksiarvoisen ja rautaraudan kloridien vesiliuoksia sekä sen sulfaatteja käytetään koagulantteina luonnon- ja jäteveden puhdistuksessa teollisuusyritysten vedenkäsittelyssä.

Raudan biologinen merkitys

Elävissä organismeissa rauta on tärkeä hivenaine, joka katalysoi hapenvaihtoprosesseja (hengitystä). Aikuisen kehossa on noin 3,5 grammaa rautaa (noin 0,02%), josta 78% on veren hemoglobiinin tärkein aktiivinen elementti, loput ovat osa muiden solujen entsyymejä, jotka katalysoivat solujen hengitysprosesseja. Raudanpuute ilmenee elimistön sairautena (kasveilla kloroosi ja eläimillä anemia).

Normaalisti rauta tulee entsyymeihin kompleksina, jota kutsutaan hemiksi. Tämä kompleksi on erityisesti läsnä hemoglobiinissa, joka on tärkein proteiini, joka varmistaa hapen kuljetuksen veren kanssa kaikkiin ihmisten ja eläinten elimiin. Ja juuri hän värjää veren ominaisella punaisella värillä.

Muita rautakomplekseja kuin hemi löytyy esimerkiksi metaanimono-oksigenaasientsyymistä, joka hapettaa metaanin metanoliksi, tärkeässä entsyymissä ribonukleotidireduktaasi, joka osallistuu DNA-synteesiin.

Epäorgaanisia rautayhdisteitä löytyy joistakin bakteereista, ja ne käyttävät joskus niitä sitomaan ilmakehän typpeä.

Rauta pääsee eläinten ja ihmisten kehoon ruoan kanssa (maksa, liha, munat, palkokasvit, leipä, viljat, punajuuret ovat siinä rikkaimpia). Mielenkiintoista on, että kerran pinaatti sisällytettiin tähän luetteloon virheellisesti (analyysitulosten kirjoitusvirheen vuoksi - "ylimääräinen" nolla desimaalipilkun jälkeen katosi).

Ylimääräinen rautaannos (200 mg tai enemmän) voi olla myrkyllistä. Raudan yliannostus heikentää elimistön antioksidanttijärjestelmää, joten terveille ihmisille ei suositella rautavalmisteiden käyttöä.

Huomautuksia

1. Chemical Encyclopedia: 5 osana / Toim.: Knunyants I. L. (päätoimittaja). - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1990. - T. 2. - S. 140. - 671 s. - 100 000 kappaletta.
2. Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. Yleinen ja epäorgaaninen kemia: Oppikirja yliopistoille. - 4. painos, poistettu. - M.: Chemistry, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, s. 529
3. M. Vasmer. Venäjän kielen etymologinen sanakirja. - Edistystä. - 1986. - T. 2. - S. 42-43.
4. Trubatšov O.N. Slaavilaiset etymologit. // Slaavilaisen kielitieteen kysymyksiä, nro 2, 1957.
5. Borys W. Slownik etymologicny języka polskiego. - Krakova: Wydawnictwo Literackie. - 2005. - S. 753-754.
6. Walde A. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Carl Winterin Universitätsbuchhandlung. - 1906. - S. 285.
7. Meye A. Germaanisen kieliryhmän pääpiirteet. - URSS. - 2010. - S. 141.
8. Matasovic R. Protokelttiläisen etymologinen sanakirja. - Brill. - 2009. - S. 172.
9. Mallory, J. P., Adams, D. Q. Indoeurooppalaisen kulttuurin tietosanakirja. - Fitzroy-Dearborn. - 1997. - s. 314.
10. "60 Fe puoliintumisajan uusi mittaus". Physical Review Letters 103 : 72502. DOI: 10.1103/PhysRevLett.103.072502 .
11. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot ja A. H. Wapstra (2003). "NUBASE-arviointi ydin- ja hajoamisominaisuuksista". Ydinfysiikka A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .
12. Yu. M. Shirokov, N. P. Yudin. Ydinfysiikka. Moskova: Nauka, 1972. Luku Ydinavaruuden fysiikka.
13. R. Ripan, I. Chetyanu. Epäorgaaninen kemia // Epämetallien kemia = Chimia metalelor. - Moskova: Mir, 1972. - T. 2. - S. 482-483. - 871 s.
14. Kulta ja jalometallit
15. Metallitiede ja teräksen lämpökäsittely. Viite. toim. 3 osassa / Toim. M. L. Bershtein, A. G. Rakhshtadt. - 4. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä T. 2. Lämpökäsittelyn perusteet. 2 kirjassa. Kirja. 1. M.: Metallurgiya, 1995. 336 s.
16. T. Takahashi & W.A. Bassett, "High-Pressure Polymorph of Iron", Tiede, Voi. 145 #3631, 31. heinäkuuta 1964, s. 483-486.
17. Schilt A. 1,10-fenantroliinin ja siihen liittyvien yhdisteiden analyyttinen käyttö. Oxford, Pergamon Press, 1969.
18. Lurie Yu. Yu. Analyyttisen kemian käsikirja. M., Chemistry, 1989. S. 297.
19. Lurie Yu. Yu. Analyyttisen kemian käsikirja. M., Chemistry, 1989, S. 315.
20. Brower G. (toim.) Epäorgaanisen synteesin opas. v. 5. M., Mir, 1985. S. 1757-1757.
21. Remy G. Epäorgaanisen kemian kurssi. osa 2. M., Mir, 1966. S. 309.
22. Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Oktaalirauta // Dokl. Neuvostoliiton tiedeakatemia. 1987. T.292. s. 628-631
23. Perfil'ev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. Neuvostoliiton tiedeakatemia. 1987. T.296. C.1406-1409
24. Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Mossbauer-spektroskopia raudan oksokomplekseista korkeammissa hapetusasteissa // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1992. V.157. R.401-411.
25. "Venäjän federaation eri väestöryhmien fysiologisten energia- ja ravintotarpeiden normit" MR 2.3.1.2432-08

Lähteet (Historia-osioon)

• G. G. Giorgadze."Anittan teksti" ja joitain kysymyksiä heettiläisten varhaisesta historiasta
• R. M. Abramisvili. Raudan kehityksestä Itä-Georgian alueella, VGMG, XXII-B, 1961.
• Khakhutayshvili D. A. Muinaisen Colchian rautametallurgian historiasta. Antiikin historian kysymyksiä (Kaukasian-Lähi-idän kokoelma, numero 4). Tbilisi, 1973.
• Herodotos."Historia", 1:28.
• Homer. Ilias, Odysseia.
• Virgil."Aeneis", 3:105.
• Aristoteles."On uskomattomia huhuja", II, 48. VDI, 1947, nro 2, s. 327.
• Lomonosov M.V. Metallurgian ensimmäiset perusteet.

Katso myös

• Luokka: Rautayhdisteet

Linkit

• Sairaudet, jotka johtuvat ihmiskehon raudan puutteesta ja ylimäärästä

D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollinen järjestelmä
																						Fe

Rauta puhtaassa muodossaan on harmaa sitkeä metalli, jota on helppo työstää. Ja silti ihmisille Fe-elementti on käytännöllisempi yhdessä hiilen ja muiden epäpuhtauksien kanssa, jotka mahdollistavat metalliseosten - terästen ja valuraudan - muodostumisen. 95 % - juuri näin paljon kaikista planeetalla tuotetuista metallituotteista sisältää pääalkuaineena rautaa.

Rauta: historia

Ensimmäiset ihmisen valmistamat rautatuotteet ovat tiedemiesten ajoittaneet 4. vuosituhannelle eKr. e., ja tutkimukset ovat osoittaneet, että niiden valmistukseen on käytetty meteoriittista rautaa, jolle on tunnusomaista 5-30 % nikkelipitoisuus. Mielenkiintoista on, että kunnes ihmiskunta hallitsi Fe:n uuttamisen sulattamalla sitä, rautaa arvostettiin enemmän kuin kultaa. Tämä selittyy sillä, että vahvempi ja luotettavampi teräs soveltui paljon paremmin työkalujen ja aseiden valmistukseen kuin kupari ja pronssi.

Muinaiset roomalaiset oppivat valmistamaan ensimmäisen valuraudan: niiden uunit pystyivät nostamaan malmin lämpötilan 1400 °C:seen, kun taas valuraudalle riitti 1100-1200 °C. Sen jälkeen he saivat myös puhdasta terästä, jonka sulamispiste oli joka, kuten tiedät, on 1535 celsiusastetta.

Fe:n kemialliset ominaisuudet

Minkä kanssa rauta on vuorovaikutuksessa? Rauta on vuorovaikutuksessa hapen kanssa, johon liittyy oksidien muodostumista; veden kanssa hapen läsnä ollessa; rikki- ja kloorivetyhapolla:

• 3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3O 4
• 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3
• Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2
• Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Myös rauta reagoi alkaleihin vain, jos ne ovat voimakkaiden hapettimien sulatteita. Rauta ei reagoi hapettimien kanssa normaalilämpötilassa, mutta alkaa aina reagoida, kun sitä nostetaan.

Raudan käyttö rakentamisessa

Raudan käyttöä rakennusteollisuudessa nykyään ei voi yliarvioida, koska metallirakenteet ovat ehdottomasti minkä tahansa modernin rakenteen perusta. Tällä alueella Fe:tä käytetään tavanomaisten terästen, valuraudan ja takoraudan koostumuksessa. Tämä elementti on kaikkialla kriittisistä rakenteista ankkuripultteihin ja nauloihin.

Teräksisten rakennusrakenteiden rakentaminen on paljon halvempaa, lisäksi täällä voidaan puhua korkeammista rakentamisasteista. Tämä lisää merkittävästi raudan käyttöä rakentamisessa, kun taas teollisuus hallitsee itse uusien, tehokkaampien ja luotettavampien Fe-pohjaisten metalliseosten käytön.

Raudan käyttö teollisuudessa

Raudan ja sen seosten - valuraudan ja teräksen - käyttö on nykyaikaisen koneen, työstökoneiden, lentokoneiden, instrumenttien valmistuksen ja muiden laitteiden valmistuksen perusta. Syanidien ja Fe-oksidien ansiosta maali- ja lakkateollisuus toimii, rautasulfaatteja käytetään vedenkäsittelyssä. Raskas teollisuus on täysin mahdotonta ajatella ilman Fe + C -pohjaisten metalliseosten käyttöä. Sanalla sanoen, rauta on korvaamaton, mutta samalla saatavilla oleva ja suhteellisen halpa metalli, jolla on seosten koostumuksessa lähes rajoittamaton laajuus.

Raudan käyttö lääketieteessä

Tiedetään, että jokainen aikuinen sisältää jopa 4 grammaa rautaa. Tämä elementti on erittäin tärkeä kehon toiminnalle, erityisesti verenkiertojärjestelmän (hemoglobiini punasoluissa) terveydelle. On monia rautapohjaisia ​​lääkkeitä, joiden avulla voit lisätä Fe-pitoisuutta raudanpuuteanemian kehittymisen välttämiseksi.

Rauta- metalli, jonka käytöllä teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä ei ole käytännössä rajoja. Raudan osuus maailman metallituotannosta on noin 95 %. Sen käyttö, kuten minkä tahansa muun materiaalin, johtuu tietyistä ominaisuuksista.

Raudalla on ollut valtava rooli ihmissivilisaation kehityksessä. Alkukantainen ihminen alkoi käyttää rautatyökaluja useita vuosituhansia eKr. Sitten tämän metallin ainoa lähde olivat Maahan pudonneet meteoriitit, jotka sisälsivät melko puhdasta rautaa. Tämä synnytti monien kansojen keskuudessa legendoja raudan taivaallisesta alkuperästä.

II vuosituhannen puolivälissä eKr. Egyptissä hallittiin raudan uuttaminen rautamalmeista. Uskotaan, että tämä merkitsi ihmiskunnan historiassa rautakauden alkua, joka korvasi kivi- ja pronssikauden. Kuitenkin jo 3-4 tuhatta vuotta sitten pohjoisen Mustanmeren alueen asukkaat - kimmeriläiset - sulattivat rautaa suomalmista.

Rauta ei ole menettänyt merkitystään tähän päivään mennessä. Se on modernin tekniikan tärkein metalli. Alhaisen lujuutensa vuoksi rautaa ei käytännössä käytetä puhtaassa muodossaan. Kuitenkin jokapäiväisessä elämässä teräs- tai valurautatuotteita kutsutaan usein "raudaksi". Loppujen lopuksi tärkeät rakennemateriaalit - teräkset ja valuraudat - ovat raudan ja hiilen seoksia. He valmistavat monenlaisia ​​esineitä.

Prinssi Vladimirin muistomerkin kahdeksankulmainen jalusta on rakennettu tiilestä ja vuorattu valuraudalla.

Brysselissä sijaitsevan Atomiumin jättimäisen rakenteen prototyyppi oli raudan kidehilan malli. Jälleenrakennuksen jälkeen Atomium on jälleen avoinna yleisölle. Jokaisen 240 m 2:n pallon alkuperäinen kansi tehtiin 720 kolmiomaisesta alumiinilevystä. Nyt ne on korvattu 48 ruostumattomalla teräslevyllä.

Lisäksi rauta voi olla komponentti muihin metalleihin perustuvissa metalliseoksissa, kuten nikkelissä. Magneettiset seokset sisältävät myös rautaa.

Rautapohjaisia ​​materiaaleja luodaan, jotka kestävät korkeita ja matalia lämpötiloja, tyhjiötä ja korkeaa painetta. Ne kestävät menestyksekkäästi aggressiivista ympäristöä, vaihtojännitettä, radioaktiivista säteilyä jne.

Raudan ja sen seosten tuotanto kasvaa jatkuvasti. Nämä materiaalit ovat universaaleja, teknisesti edistyneitä, saatavilla ja irtotavarana halpoja. Raudan raaka-ainepohja on melko suuri. Jo tutkitut rautamalmivarat kestävät vähintään kaksi vuosisataa. Siksi rauta pysyy pitkään sivilisaation "perustana".

Rautaa on pitkään käytetty taiteellisena materiaalina Egyptissä, Mesopotamiassa ja Intiassa. Keskiajalta lähtien on säilynyt lukuisia erittäin taiteellisia rautalejeeringeistä valmistettuja esineitä. Nykytaiteilijat käyttävät myös laajasti rautaseoksia. materiaalia sivustolta

Monien taiteellisten tuotteiden joukossa ei voi jättää huomiotta "Mertsalovin palmua" - ukrainalaisten mestareiden taideteosta. Sen takoi Aleksei Mertsalov Juzovskin metallurgisessa tehtaassa vuonna 1886. Hänet tunnustettiin Nižni Novgorodin koko Venäjän teollisuus- ja taidenäyttelyn Grand Prix -palkinnon arvoiseksi. Vuonna 1900 Mertsalov's Palm, osana Yuzovskin tehtaan näyttelyä, sai korkeimman palkinnon Pariisin maailmannäyttelyssä.

Ja XXI-luvulla. on vaikea löytää alaa, jolla ei käytetä rautaa. Sen merkitys ei ole vähentynyt monien metallitoimintojen siirtyessä kemianteollisuuden luomiin synteettisiin materiaaleihin.

Oppitunnin tavoitteet:

• muodostaa käsityksen raudan fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista riippuen sen hapetusasteesta ja hapettimen luonteesta;
• kehittää opiskelijoiden teoreettista ajattelua ja kykyä ennustaa aineen ominaisuuksia sen rakenteen tuntemuksen perusteella;
• kehittää käsitteellistä ajattelua sellaisista operaatioista kuin analysointi, vertailu, yleistäminen, systematisointi;
• kehittää sellaisia ​​ajattelun ominaisuuksia kuin objektiivisuus, ytimellisyys ja selkeys, itsehillintä ja aktiivisuus.

Oppitunnin tavoitteet:

• päivittää opiskelijoiden tietoja aiheesta: "Atomin rakenne";
• järjestää opiskelijoiden kollektiivinen työ oppitehtävän asettamisesta lopputulokseen (piirtää oppitunnin referenssikaavio);
• tee yhteenveto materiaalista aiheesta: "Metallit" ja pohdi raudan ominaisuuksia ja sen käyttöä;
• järjestää itsenäistä tutkimustyötä pareittain tutkiakseen raudan kemiallisia ominaisuuksia;
• järjestää opiskelijoiden keskinäinen valvonta luokkahuoneessa.

Oppitunnin tyyppi: uuden materiaalin oppiminen.

Reagenssit ja laitteet:

• rauta (jauhe, lautanen, paperiliitin),
• rikki,
• suolahappo,
• kupari(II)sulfaatti,
• rautakidehila,
• pelijulisteet,
• magneetti,
• valikoima kuvituksia aiheesta,
• koeputket,
• spriilamppu,
• Ottelut,
• lusikka palavien aineiden polttamiseen,
• maantieteelliset kartat.

Oppitunnin rakenne

1. Johdanto-osa.
2. Uuden materiaalin oppiminen.
3. Kotitehtävä viesti.
4. Tutkitun materiaalin konsolidointi.

Tuntien aikana

1. Esittely

Ajan järjestäminen.

Tarkastetaan opiskelijoita.

Oppitunnin aihe. Kirjoita aihe taululle ja oppilaiden vihkoon.

2. Uuden materiaalin oppiminen

Mikä mielestäsi tämän päivän oppituntimme aihe on?

1. Raudan ulkonäkö ihmissivilisaatiossa merkitsi rautakauden alkua.

Mistä muinaiset ihmiset saivat rautaa aikana, jolloin he eivät vielä tienneet kuinka uuttaa sitä malmista? Sumerin kielestä käännetty rauta on metalli "taivaasta pudonnut, taivaallinen". Ensimmäinen rauta, jonka ihmiskunta kohtasi, oli meteoriiteista saatua rautaa. Hän osoitti ensimmäistä kertaa, että "rautakivet putoavat taivaalta", vuonna 1775 venäläinen tiedemies P.S. Palace, joka toi Pietariin 600 kg painavan natiivirautameteoriittilohkon. Suurin rautameteoriitti on Lounais-Afrikasta vuonna 1920 löydetty Goba-meteoriitti, joka painaa noin 60 tonnia. Muista Tutankhamonin hauta: kultaa, kultaa. Upea työ ilahduttaa, loisto sokaisee silmät. Mutta tässä on mitä K. Kerram kirjoittaa kirjassa "Gods, Tombs, Scholars" Tutankhamonin pienestä rauta-amuletista: suurin arvo kulttuurihistorian näkökulmasta. Faaraon haudasta löydettiin vain muutamia rautaesineitä, muun muassa Horuksen jumalan rautamuletti, pieni tikari, jossa oli rautaterä ja kultainen kahva, pieni rautapenkki "Urs".

Tiedemiehet ehdottavat, että juuri Vähä-Aasian maat, joissa heettiläiset heimot asuivat, olivat paikka, jossa rautametallurgia ilmestyi. Rauta tuli Eurooppaan Vähä-Aasiasta jo 1. vuosituhannella eKr. Näin alkoi rautakausi Euroopassa.

Kuuluisa damastiteräs (tai damastiteräs) valmistettiin idässä Aristoteleen aikana (4. vuosisadalla eKr.). Mutta sen valmistustekniikka pidettiin salassa vuosisatojen ajan.

Unelmoin erilaisesta surusta
Tietoja harmaasta Damaskoksen teräksestä.
Näin teräksen luonnetta
Yhtenä nuorista orjista
valitsi, ruokki hänet,
Niin että hänen voimansa liha värvättiin.
Eräpäivää odotellessa
Ja sitten kuuma terä
Upotettu lihaksikkaaseen lihaan
He ottivat valmiin terän pois.
Terästä vahvempi, ei nähnyt itää,
Vahvempi kuin teräs ja katkerampi kuin suru.

Koska damastiteräs on terästä, jolla on erittäin korkea kovuus ja elastisuus, siitä valmistetuilla tuotteilla on kyky olla tylppä terävästi teroitettuna. Venäläinen metallurgi P.P. paljasti damastiteräksen salaisuuden. Anosov. Hän jäähdytti hyvin hitaasti kuumaa terästä erityisessä teknisessä öljyssä, joka oli kuumennettu tiettyyn lämpötilaan; jäähdytysprosessin aikana teräs taottiin.

(Piirustusten esittely.)

Rauta - hopeanharmaa metalli	Rauta - hopeanharmaa metalli
Nämä kynnet on valmistettu raudasta	Terästä käytetään autoteollisuudessa
Terästä käytetään lääketieteellisten instrumenttien valmistukseen	Terästä käytetään veturien valmistukseen
	Kaikki metallit ovat alttiita korroosiolle
Kaikki metallit ovat alttiita korroosiolle

2. Raudan asema PSCHEM:ssä.

Selvitämme raudan sijainnin PSCM:ssä, ytimen varauksen ja elektronien jakautumisen atomissa.

3. Raudan fysikaaliset ominaisuudet.

Mitä raudan fysikaalisia ominaisuuksia tiedät?

Rauta on hopeanvalkoinen metalli, jonka sulamispiste on 1539 o C. Se on erittäin sitkeää, joten sitä on helppo työstää, takoa, valssata, meistaa. Raudalla on kyky magnetisoitua ja demagnetoitua, joten sitä käytetään sähkömagneettien ytimenä erilaisissa sähkökoneissa ja -laitteissa. Sille voidaan lisätä lujuutta ja kovuutta lämpö- ja mekaanisilla menetelmillä, esimerkiksi karkaisulla ja valssauksella.

On olemassa kemiallisesti puhdasta ja teknisesti puhdasta rautaa. Teknisesti puhdas rauta on itse asiassa vähähiilinen teräs, se sisältää 0,02-0,04 % hiiltä ja vielä vähemmän happea, rikkiä, typpeä ja fosforia. Kemiallisesti puhdas rauta sisältää alle 0,01 % epäpuhtauksia. kemiallisesti puhdasta rautaa hopeanharmaa, kiiltävä, ulkonäöltään hyvin samanlainen kuin platinametalli. Kemiallisesti puhdas rauta kestää korroosiota (muistatko mitä on korroosio? Syövyttävän naulan osoitus) ja kestää hyvin happoja. Kuitenkin merkityksettömät epäpuhtauksien fraktiot riistävät siltä nämä arvokkaat ominaisuudet.

4. Raudan kemialliset ominaisuudet.

Mitkä ovat mielestäsi raudan kemialliset ominaisuudet metallien kemiallisia ominaisuuksia koskevan tiedon perusteella?

Kokemusten esittely.

• Raudan vuorovaikutus rikin kanssa.

Käytännön työ.

• Raudan vuorovaikutus suolahapon kanssa.
• Raudan vuorovaikutus kupari(II)sulfaatin kanssa.

5. raudan käyttö.

Keskustelu aiheesta:

- Miten ajattelet, mikä on raudan jakautuminen luonnossa?

Rauta on yksi yleisimmistä luonnon alkuaineista. Maankuoressa sen massaosuus on 5,1%, tämän indikaattorin mukaan se on toiseksi vain hapen, piin ja alumiinin jälkeen. Myös taivaankappaleista löytyy paljon rautaa, mikä on todettu spektrianalyysin tiedoista. Kuun maaperänäytteissä, jotka toimitettiin automaattisella Luna-asemalla, rautaa löydettiin hapettumattomassa tilassa.

Rautamalmit ovat melko yleisiä maapallolla. Uralin vuorten nimet puhuvat puolestaan: korkea, magneettinen, rauta. Maatalouskemistit löytävät rautayhdisteitä maaperästä.

Missä muodossa rautaa esiintyy luonnossa?

Rautaa löytyy useimmista kivistä. Raudan saamiseksi käytetään rautamalmeja, joiden rautapitoisuus on 30-70 % tai enemmän. Tärkeimmät rautamalmit ovat: magnetiitti - Fe 3 O 4 sisältää 72% rautaa, esiintymiä löytyy Etelä-Uralista, Kurskin magneettinen anomalia; hematiitti - Fe 2 O 3 sisältää jopa 65% rautaa, tällaisia ​​kerrostumia löytyy Krivoy Rogin alueelta; limoniitti - Fe 2 O 3 * nH 2 O sisältää jopa 60% rautaa, kerrostumia löytyy Krimiltä; rikkikiisu - FeS 2 sisältää noin 47% rautaa, kerrostumia löytyy Uralista. (Työskentely ääriviivakarttojen kanssa).

Mikä on raudan rooli ihmisten ja kasvien elämässä?

Biokemistit ovat havainneet raudan tärkeän roolin kasvien, eläinten ja ihmisten elämässä. Koska rauta on osa erittäin monimutkaista orgaanista yhdistettä nimeltä hemoglobiini, se määrittää tämän aineen punaisen värin, joka puolestaan ​​​​määrittää ihmisten ja eläinten veren värin. Aikuisen kehossa on 3 g puhdasta rautaa, josta 75 % on osa hemoglobiinia. Hemoglobiinin päärooli on hapen siirto keuhkoista kudoksiin ja vastakkaiseen suuntaan - CO 2.

Kasvit tarvitsevat myös rautaa. Se on osa sytoplasmaa, osallistuu fotosynteesiprosessiin. Rautattomalla alustalla kasvatetuilla kasveilla on valkoiset lehdet. Pieni lisäys rautaa alustaan ​​- ja ne muuttuvat vihreiksi. Lisäksi valkoinen arkki kannattaa sivellä rautaa sisältävällä suolaliuoksella, ja pian tahriintunut paikka muuttuu vihreäksi.

Joten samasta syystä - raudan esiintymisestä mehuissa ja kudoksissa - kasvien lehdet muuttuvat iloisesti vihreiksi ja ihmisen posket punastuvat kirkkaasti.

Noin 90 % ihmiskunnan käyttämistä metalleista on rautapohjaisia ​​seoksia. Maailmassa sulatetaan paljon rautaa, noin 50 kertaa enemmän kuin alumiinia, muista metalleista puhumattakaan. Rautapohjaiset seokset ovat yleismaailmallisia, teknisesti edistyneitä, edullisia ja halpoja. Rauta on ollut pitkään sivilisaation perusta.

3. Postita kotiin tavaraa

14, esim. Nro 6, 8, 9 (O.S Gabrielyanin oppikirjan "Chemistry 9", 2003 työkirjan mukaan).

4. Tutkitun aineiston konsolidointi

1. Päätä taululle kirjoitetun vertailukaavion avulla: mikä on rauta ja mitkä ovat sen ominaisuudet?
2. Graafinen sanelu (valmistele etukäteen esitteet, joissa on vedetty suora, jaettu 8 segmenttiin ja numeroitu sanelun kysymysten mukaan. Merkitse osaan kotalla ”^” oikeaksi katsotun paikan numero).

Vaihtoehto 1.

1. Rauta on aktiivinen alkalimetalli.
2. Rauta takoutuu helposti.
3. Rauta on osa pronssiseosta.
4. Rautaatomin ulkoenergiatasolla on 2 elektronia.
5. Rauta on vuorovaikutuksessa laimennettujen happojen kanssa.
6. Halogeenien kanssa se muodostaa halogenideja, joiden hapetusaste on +2.
7. Rauta ei ole vuorovaikutuksessa hapen kanssa.
8. Rautaa voidaan saada elektrolyysillä sen suolasulasta.

1	2	3	4	5	6	7	8

Vaihtoehto 2.

1. Rauta on hopeanvalkoinen metalli.
2. Raudalla ei ole kykyä magnetisoitua.
3. Rautaatomeilla on hapettavia ominaisuuksia.
4. Rautaatomin ulkoenergiatasolla on 1 elektroni.
5. Rauta syrjäyttää kuparin sen suoloista.
6. Halogeenien kanssa se muodostaa yhdisteitä, joiden hapetusaste on +3.
7. Rikkihappoliuoksella muodostuu rautasulfaattia (III).
8. Rauta ei syöpy.

1	2	3	4	5	6	7	8

Tehtävän suorittamisen jälkeen opiskelijat vaihtavat työtään ja tarkistavat sen (töiden vastaukset laitetaan taululle tai näytetään projektorin läpi).

Merkintäkriteerit:

• "5" - 0 virhettä,
• "4" - 1-2 virhettä,
• "3" - 3-4 virhettä,
• "2" - 5 tai enemmän virheitä.

Käytetyt kirjat

1. Gabrielyan O.S. Kemia luokka 9. – M.: Bustard, 2001.
2. Gabrielyan O.S. Kirja opettajalle. – M.: Bustard, 2002.
3. Gabrielyan O.S. Kemia luokka 9. Työkirja. – M.: Bustard, 2003.
4. Koulutusala. Yhteenveto artikkeleista. Numero 3. - M .: MGIU, 2002.
5. Malyshkina V. Viihdyttävä kemia. - Pietari, "Trigon", 2001.
6. Ohjelma-metodiset materiaalit. Kemia 8-11 luokat. – M.: Bustard, 2001.
7. Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Kemiakirja kotilukemiseen. – M.: Kemia, 1995.
8. Menen kemian tunnille. Kirja opettajalle. – M.: "Syyskuun ensimmäinen", 2000.

Sovellukset

Tiedätkö sen?

Rauta on yksi elämän tärkeimmistä elementeistä. Veri sisältää rautaa, ja se on rauta, joka määrittää veren värin sekä sen pääominaisuuden - kyvyn sitoa ja vapauttaa happea. Tämä kyky on monimutkaisella yhdisteellä - heemillä - olennainen osa hemoglobiinimolekyyliä. Hemoglobiinin lisäksi rautaa on kehossamme myös myoglobiinissa, proteiinissa, joka varastoi happea lihaksiin. On myös rautaa sisältäviä entsyymejä.

Delhin kaupungin lähellä Intiassa on rautapylväs, jossa ei ole pienintäkään ruostepilkkua, vaikka sen ikä on lähes 2800 vuotta. Tämä on kuuluisa, noin seitsemän metriä korkea ja 6,5 ​​tonnia painava Kutub-pylväs, jonka kaiverrus kertoo, että se on pystytetty 800-luvulla. eKr e. Raudan ruostuminen - rautametahydroksidin muodostuminen - liittyy sen vuorovaikutukseen kosteuden ja ilmakehän hapen kanssa.

Tämä reaktio ei kuitenkaan etene, koska raudassa ei ole erilaisia ​​epäpuhtauksia ja pääasiassa hiiltä, ​​piitä ja rikkiä. Kolonni oli valmistettu erittäin puhtaasta metallista: kolonnissa rautaa oli 99,72 %. Tämä selittää sen kestävyyden ja korroosionkestävyyden.

Vuonna 1934 "Mining Journal" -lehdessä ilmestyi artikkeli "Raudan ja teräksen parantaminen ... ruostumalla maassa". Menetelmä raudan muuttamiseksi teräkseksi maan ruostumisen kautta on ollut ihmisten tiedossa muinaisista ajoista lähtien. Esimerkiksi Kaukasuksen tšerkessiläiset hautasivat nauharautaa maahan, ja kaivattuaan sen esiin 10–15 vuoden kuluttua, he takoivat siitä sapelit, jotka pystyivät jopa leikkaamaan läpi aseen piipun, kilven ja vihollisen luut.

Hematiitti

Hematiitti tai punainen rautamalmi - aikamme päämetallin päämalmi - rauta. Sen rautapitoisuus saavuttaa 70%. Hematiitti on ollut tiedossa jo pitkään. Babylonissa ja muinaisessa Egyptissä sitä käytettiin koruissa, sinettien valmistuksessa, ja kalsedoni toimi suosikkimateriaalina veistettynä kivenä. Aleksanteri Suurella oli hematiitilla upotettu sormus, jonka hän uskoi tekevän hänestä haavoittumattoman taistelussa. Antiikin ja keskiajalla hematiitti tunnettiin veren pysäyttävänä lääkkeenä. Tästä mineraalista saatua jauhetta on käytetty kulta- ja hopeatuotteisiin muinaisista ajoista lähtien.

Mineraalin nimi tulee kreikasta deta- veri, joka liittyy tämän mineraalin jauheen kirsikka- tai vahanpunaiseen väriin.

Mineraalin tärkeä ominaisuus on kyky säilyttää väriä ja siirtää se muihin mineraaleihin, jotka saavat jopa pienen hematiittiseoksen. Iisakinkirkon graniittipylväiden vaaleanpunainen väri on maasälpien väriä, jotka puolestaan ​​on maalattu hienoksi jauhetulla hematiitilla. Pääkaupungin metroasemien koristeluun käytetyt maalaukselliset jaspiskuviot, Krimin oranssi ja vaaleanpunainen karneoli, suolakerrosten korallinpunaiset sylviinin ja karnaliitin välikerrokset - kaikki ovat värinsä velkaa hematiitille.

Punaista maalia on tehty pitkään hematiitista. Kaikki kuuluisat 15-20 tuhatta vuotta sitten tehdyt freskot - Altamiran luolan upea biisoni ja kuuluisan Kap-luolan mammutit - on valmistettu sekä ruskeista oksideista että rautahydroksideista.

Magnetiitti

Magnetiitti tai magneettinen rautamalmi - 72 % rautaa sisältävä mineraali. Se on rikkain rautamalmi. Merkittävä asia tässä mineraalissa on sen luonnollinen magnetismi - ominaisuus, jonka ansiosta se löydettiin.

Roomalaisen tiedemiehen Pliniusin mukaan magnetiitti on nimetty kreikkalaisen paimenen Magnesin mukaan. Magnes laidutti laumaa joen yläpuolella olevan kukkulan lähellä. Hindu Tessaliassa. Yhtäkkiä kiinteästä harmaasta kivestä koostuva vuori veti puoleensa sauvan, jolla oli rautakärki ja nauloilla vuoratut sandaalit. Mineraalimagnetiitti puolestaan ​​antoi nimen magneetille, magneettikentälle ja koko mystiselle magnetismin ilmiölle, jota on tutkittu tiiviisti Aristoteleen ajoista tähän päivään asti.

Tämän mineraalin magneettisia ominaisuuksia käytetään edelleen nykyäänkin ensisijaisesti esiintymien etsimiseen. Näin löydettiin ainutlaatuisia rautasesiintymiä Kurskin magneettisen anomalian (KMA) alueelta. Mineraali on raskas: omenankokoinen magnetiittinäyte painaa 1,5 kg.

Muinaisina aikoina magnetiitilla oli kaikenlaisia ​​parantavia ominaisuuksia ja kyky tehdä ihmeitä. Sitä käytettiin metallin poistamiseen haavoista, ja Ivan Julma säilytti aarteidensa joukossa muiden kivien ohella hänen merkityksettömiä kiteitään.

Pyriitti on tulen kaltainen mineraali.

Pyriitti - yksi niistä mineraaleista, jonka nähdessäsi haluat huudahtaa: "Onko se todella niin?" On vaikea uskoa, että korkein leikkaus- ja kiillotusluokka, joka osuu meihin ihmisen valmistamissa tuotteissa, rikkikiisukiteissä, on luonnon antelias lahja.

Pyriitti on saanut nimensä kreikan sanasta "pyros" - tuli, joka liittyy sen ominaisuuteen kipinöidä teräsesineisiin osuessaan. Tämä kaunis mineraali iskee kultaisella värillä, kirkkaan kiillon lähes aina kirkkailla reunoilla. Ominaisuuksiensa ansiosta rikkikiisu on tunnettu muinaisista ajoista lähtien, ja kultakuumeen epidemioiden aikana kvartsisuonessa kimalteleva rikkikiisu käänsi useamman kuin yhden kuuman pään. Jo nytkin aloittelevat kiven ystävät pitävät rikkikiisua usein kultaa.

Pyriitti on kaikkialla läsnä oleva mineraali: se muodostuu magmasta, höyryistä ja liuoksista ja jopa sedimenteistä, joka kerta tietyissä muodoissa ja yhdistelmissä. Tiedossa on tapaus, kun kaivokseen pudonneen kaivostyöläisen ruumis muuttui useiden vuosikymmenten aikana rikkikiisuksi. Pyriitissä on paljon rautaa - 46,5%, mutta sen erottaminen on kallista ja kannattamatonta.