See ei ole raua omadus. Raud

24.11.202227.05.2017

Raud on keskmise keemilise aktiivsusega metall. See on osa paljudest mineraalidest: magnetiit, hematiit, limoniit, sideriit, püriit.

Limoniidi proov

Raua keemilised ja füüsikalised omadused

Tavalistes tingimustes ja puhtal kujul on raud hõbehall tahke aine, millel on särav metalliline läige. Raud on hea elektri- ja soojusjuht. Seda on tunda külmas ruumis rauast eset puudutades. Kuna metall juhib kiiresti soojust, võtab see inimese nahalt lühikese aja jooksul ära suurema osa soojusest, nii et seda puudutades on külm.

Puhas raud

Raua sulamistemperatuur on 1538 °C, keemistemperatuur on 2862 °C. Raua iseloomulikud omadused on hea plastilisus ja sulavus.

Reageerib lihtsate ainetega: hapnik, halogeenid (broom, jood, fluor), fosfor, väävel. Raua põletamisel tekivad metallioksiidid. Sõltuvalt reaktsioonitingimustest ja kahe osaleja vahekordadest võib raudoksiide varieerida. Reaktsioonivõrrandid:

2Fe + O₂ = 2FeO;

4Fe + 3O2 = 2Fe₂O3;

3Fe + 2O₂ = Fe₃O4.

Sellised reaktsioonid toimuvad kõrgel temperatuuril. Saate teada, milliseid katseid raua omaduste uurimiseks saab kodus läbi viia.

Raua reaktsioon hapnikuga

Raua reageerimiseks hapnikuga on vajalik eelkuumutamine. Raud põleb pimestava leegiga, hajutades kuumad rauaosakesed Fe₃O₄. Samasugune raua ja hapniku reaktsioon toimub ka õhus, kui mehaanilisel töötlemisel muutub see hõõrdumisest väga kuumaks.

Raua põlemisel hapnikus (või õhus) moodustub rauakivi. Reaktsiooni võrrand:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O4

3Fe + 2O₂ = FeO Fe₂O3.

Raua katlakivi on ühend, milles raual on erinevad valentsväärtused.

Raudoksiidide valmistamine

Raudoksiidid on raua ja hapniku interaktsiooni saadused. Tuntuimad neist on FeO, Fe₂O₃ ja Fe₃O4.

Raud(III)oksiid Fe₂O₃ on oranžikaspunane pulber, mis tekib raua oksüdeerumisel õhus.

Aine tekib raudsoola lagunemisel õhus kõrgel temperatuuril. Veidi raud(III)sulfaati valatakse portselantiiglisse ja kuumutatakse seejärel gaasipõleti tulel. Termilise lagunemise käigus laguneb raudsulfaat vääveloksiidiks ja raudoksiidiks.

Raua (II, III) oksiid Fe₃O₄ tekib pulbrilise raua põletamisel hapnikus või õhus. Oksiidi saamiseks valatakse portselantiiglisse veidi peent rauapulbrit, mis on segatud naatrium- või kaaliumnitraadiga. Segu süüdatakse gaasipõletiga. Kuumutamisel kaalium- ja naatriumnitraadid lagunevad, vabastades hapnikku. Raud põleb hapnikus, moodustades oksiidi Fe₃O4. Pärast põlemise lõppu jääb tekkiv oksiid portselantopsi põhja rauakivi kujul.

Tähelepanu! Ärge proovige neid katseid ise korrata!

Raud(II)oksiid FeO on must pulber, mis tekib raudoksalaadi lagunemisel inertses atmosfääris.

Nimetus - Fe (raud);
Periood - IV;
rühm - 8 (VIII);
Aatommass - 55,845;
Aatomarv - 26;
Aatomi raadius = 126 pm;
kovalentne raadius = 117 pm;
Elektronide jaotus - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
sulamistemperatuur = 1535 °C;
keemistemperatuur = 2750 °C;
Elektronegatiivsus (Paulingi järgi / Alpredi ja Rochowi järgi) = 1,83/1,64;
Oksüdatsiooniaste: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
Tihedus (nr) = 7,874 g/cm3;
Molaarmaht = 7,1 cm 3 /mol.

Rauaühendid:

Raud on alumiiniumi järel maakoores kõige enam leiduv metall (5,1 massiprotsenti).

Maal leidub vaba rauda väikestes kogustes nii tükkidena kui ka langenud meteoriitides.

Tööstuslikult kaevandatakse rauda rauamaagi ladestustest rauda sisaldavatest mineraalidest: magnetilisest, punasest, pruunist rauamaagist.

Tuleb öelda, et raud on osa paljudest looduslikest mineraalidest, põhjustades nende loomulikku värvi. Mineraalide värvus oleneb rauaioonide Fe 2+ /Fe 3+ kontsentratsioonist ja vahekorrast, samuti neid ioone ümbritsevatest aatomitest. Näiteks rauaioonide lisandite olemasolu mõjutab paljude vääris- ja poolvääriskivide värvust: topaasid (kahvatukollasest punaseni), safiirid (sinisest tumesiniseni), akvamariinid (helesinisest rohekassiniseni), jne.

Rauda leidub loomade ja taimede kudedes, näiteks täiskasvanud inimese kehas on rauda umbes 5 g. Raud on elutähtis element, see on osa hemoglobiinivalgust, osaledes hapniku transportimisel kopsudest kudedesse ja rakkudesse. Rauapuuduse korral inimkehas areneb aneemia (rauavaegusaneemia).

Riis. Raua aatomi struktuur.

Raua aatomi elektrooniline konfiguratsioon on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (vt Aatomite elektrooniline struktuur). Keemiliste sidemete moodustumisel teiste elementidega saab osaleda 2 välisel 4s-tasandil paiknevat elektroni + 3d alamtasandi 6 elektroni (kokku 8 elektroni), seetõttu võib raud ühendites võtta oksüdatsiooniastmeid +8, +6, +4, +3, +2, +1, (enamlevinud on +3, +2). Raual on keskmine keemiline aktiivsus.

Riis. Raua oksüdatsiooniastmed: +2, +3.

Raua füüsikalised omadused:

hõbevalge metall;
puhtal kujul on see üsna pehme ja plastiline;
on hea soojus- ja elektrijuhtivusega.

Raud eksisteerib nelja modifikatsiooni kujul (need erinevad kristallvõre struktuuri poolest): α-raud; β-raud; y-raud; δ-raud.

Raua keemilised omadused

reageerib hapnikuga, sõltuvalt temperatuurist ja hapniku kontsentratsioonist võivad tekkida mitmesugused tooted või raua oksüdatsiooniproduktide segu (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
3Fe + 2O2 = Fe3O4;
raua oksüdatsioon madalatel temperatuuridel:
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3;
reageerib veeauruga:
3Fe + 4H20 = Fe3O4 + 4H2;
peeneks purustatud raud reageerib kuumutamisel väävli ja klooriga (raudsulfiid ja kloriid):
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3;
kõrgel temperatuuril reageerib räni, süsiniku, fosforiga:
3Fe + C = Fe3C;
Raud võib moodustada sulameid teiste metallide ja mittemetallidega;
raud tõrjub välja vähemaktiivsed metallid nende sooladest:
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
Lahjendatud hapetega toimib raud redutseeriva ainena, moodustades sooli:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2;
lahjendatud lämmastikhappega moodustab raud sõltuvalt selle kontsentratsioonist (N 2, N 2 O, NO 2) mitmesuguseid happe redutseerimisprodukte.

Raua hankimine ja kasutamine

Saadakse tööstuslik raud sulatamine malm ja teras.

Malm on raua sulam, mis sisaldab räni, mangaani, väävli, fosfori ja süsiniku lisandeid. Süsinikusisaldus malmis ületab 2% (terasel alla 2%).

Puhast rauda saadakse:

malmist hapnikumuundurites;
raudoksiidide redutseerimine vesiniku ja kahevalentse süsinikmonooksiidiga;
vastavate soolade elektrolüüs.

Malmi saadakse rauamaakidest raudoksiidide redutseerimise teel. Raua sulatamine toimub kõrgahjudes. Koksi kasutatakse kõrgahjus soojusallikana.

Kõrgahi on väga keerukas mitmekümne meetri kõrgune tehniline ehitis. See on vooderdatud tulekindlate tellistega ja kaitstud terasest väliskestaga. 2013. aasta seisuga ehitas Lõuna-Korea suurima kõrgahju terasefirma POSCO Gwangyangi metallurgiatehases (ahju maht pärast moderniseerimist oli 6000 kuupmeetrit aastavõimsusega 5 700 000 tonni).

Riis. Kõrgahju.

Malmi sulatusprotsess kõrgahjus jätkub pidevalt mitu aastakümmet, kuni ahi jõuab lõpuni.

Riis. Raua sulatamise protsess kõrgahjus.

rikastatud maagid (magnet-, punane, pruun rauamaak) ja koks valatakse läbi kõrgahju ülaosa;
Kõrgahju (kaevanduse) keskosas temperatuuril 450-1100 °C (raudoksiidid redutseeritakse metalliks) toimuvad süsinikmonooksiidi (II) mõjul maagist raua redutseerimise protsessid:
- 450-500 °C - 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2;
- 600 °C - Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
- 800 °C - FeO + CO = Fe + CO 2;
- osa kahevalentsest raudoksiidist redutseeritakse koksiga: FeO + C = Fe + CO.
Paralleelselt toimub räni ja mangaanoksiidide redutseerimisprotsess (mis sisaldub rauamaagis lisandite kujul); räni ja mangaan on osa sulavast rauast:
- Si02 + 2C = Si + 2CO;
- Mn2O3 + 3C = 2Mn + 3CO.
Lubjakivi termilisel lagunemisel (kõrgahju sisestatud) moodustub kaltsiumoksiid, mis reageerib maagis sisalduvate räni- ja alumiiniumoksiididega:
- CaCO3 = CaO + CO2;
- CaO + SiO 2 = CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 = Ca(AlO 2) 2.
1100°C juures raua redutseerimise protsess peatub;
võlli all on aur, kõrgahju kõige laiem osa, mille all on õlg, milles koks põleb ära ja moodustuvad vedelad sulatusproduktid - malm ja räbu, mis kogunevad ahju päris põhja - sepik ;
Kolde ülemises osas temperatuuril 1500°C toimub koksi intensiivne põlemine läbipuhutava õhuvoolus: C + O 2 = CO 2 ;
läbides kuuma koksi, muundatakse süsinikmonooksiid (IV) süsinikmonooksiidiks (II), mis on raua redutseerija (vt eespool): CO 2 + C = 2CO;
silikaatide ja kaltsiumalumosilikaatide moodustunud räbu asuvad malmi kohal, kaitstes seda hapniku toime eest;
kolde erinevatel tasanditel asuvate spetsiaalsete aukude kaudu juhitakse malm ja räbu välja;
Suurem osa malmist kasutatakse edasiseks töötlemiseks – terase sulatamiseks.

Terast sulatatakse malmist ja vanametallist konvertermeetodil (koldemeetod on juba vananenud, kuigi seda kasutatakse endiselt) või elektrisulatamisel (elektriahjudes, induktsioonahjudes). Protsessi (malmi töötlemine) olemus on süsiniku ja muude lisandite kontsentratsiooni vähendamine hapnikuga oksüdeerimise teel.

Nagu eespool mainitud, ei ületa süsiniku kontsentratsioon terases 2%. Tänu sellele saab terast erinevalt malmist sepistada ja valtsida üsna lihtsalt, mis võimaldab sellest valmistada mitmesuguseid kõrge kõvaduse ja tugevusega tooteid.

Terase kõvadus sõltub süsinikusisaldusest (mida rohkem süsinikku, seda kõvem teras) konkreetse terase klassi ja kuumtöötluse tingimustes. Karastamisel (aeglane jahutamine) muutub teras pehmeks; Karastamisel (kiire jahutamine) muutub teras väga kõvaks.

Terasele nõutavate spetsiifiliste omaduste andmiseks lisatakse sellele legeerivaid lisandeid: kroom, nikkel, räni, molübdeen, vanaadium, mangaan jne.

Malm ja teras on kõige olulisemad konstruktsioonimaterjalid valdavas enamikus rahvamajanduse sektorites.

Raua bioloogiline roll:

täiskasvanud inimese keha sisaldab umbes 5 g rauda;
raud mängib olulist rolli hematopoeetiliste organite töös;
raud on osa paljudest keerukatest valgukompleksidest (hemoglobiin, müoglobiin, erinevad ensüümid).

Tunni eesmärgid:

kujundada ettekujutus raua füüsikalistest ja keemilistest omadustest sõltuvalt selle oksüdatsiooniastmest ja oksüdeeriva aine olemusest;
arendada õpilaste teoreetilist mõtlemist ja võimet ennustada aine omadusi, tuginedes teadmistele selle struktuuri kohta;
arendada kontseptuaalset mõtlemist sellistest operatsioonidest nagu analüüs, võrdlemine, üldistamine, süstematiseerimine;
arendada selliseid mõtlemise omadusi nagu objektiivsus, kokkuvõtlikkus ja selgus, enesekontroll ja aktiivsus.

Tunni eesmärgid:

täiendada õpilaste teadmisi teemal: “Aatomi ehitus”;
korraldada õpilaste kollektiivset tööd alates õpiülesande püstitamisest kuni lõpptulemuseni (koostada tunni viiteskeem);
võtta kokku materjal teemal: “Metallid” ning kaaluda raua omadusi ja selle kasutamist;
korraldada iseseisvat uurimistööd paarides raua keemiliste omaduste uurimiseks;
korraldada tunnis õpilaste vastastikust kontrolli.

Tunni tüüp: uue materjali õppimine.

Reaktiivid ja seadmed:

raud (pulber, taldrik, kirjaklamber),
väävel,
vesinikkloriidhape,
vask(II)sulfaat
raudkristallvõre,
mängu plakatid,
magnet,
valik selleteemalisi illustratsioone,
katseklaasid,
alkoholi lamp,
tikud,
lusikas tuleohtlike ainete põletamiseks,
geograafilised kaardid.

Tunni struktuur

Sissejuhatav osa.
Uue materjali õppimine.
Kodutöö sõnum.
Õpitud materjali koondamine.

Tundide ajal

1. Sissejuhatav osa

Aja organiseerimine.

Õpilaste saadavuse kontrollimine.

Tunni teema sõnum. Kirjutage teema tahvlile ja õpilaste vihikutesse.

2. Uue materjali õppimine

– Mis te arvate, mis saab olema meie tänase tunni teema?

1. Raua välimus tähistas rauaaja algust inimtsivilisatsioonis.

Kust said vanainimesed rauda ajal, mil nad veel ei teadnud, kuidas seda maagist ammutada? Sumeri keelest tõlgitud raud on metall, mis "taevast kukkus, taevane". Esimene raud, millega inimkond kokku puutus, oli meteoriitidest saadud raud. Esimest korda tõestas, et "raudkivid langevad taevast" 1775. aastal vene teadlase P.S. Palace, kes tõi Peterburi 600 kg kaaluva loodusliku raudmeteoriidi ploki. Suurim raudmeteoriit on Edela-Aafrikast 1920. aastal leitud meteoriit “Goba”, mis kaalub umbes 60 tonni.Meenutagem Tutanhamoni hauda: kulda, kulda. Suurejooneline töö rõõmustab, sära pimestab silmi. Siin on aga see, mida K. Kerram kirjutab raamatus “Gods, Tombs, Scientists” Tutanhamoni väikese rauast amuleti kohta: “Amulett on üks Egiptuse varasemaid tooteid ja ... hauakambris, mis on peaaegu täidisega täidetud. kuld, just sellel tagasihoidlikul leiul oli kultuurilooliselt suurim väärtus. Vaarao hauakambrist leiti vaid üksikuid raudesemeid, nende hulgas jumal Horuse rauast amulett, väike raudtera ja kuldse käepidemega pistoda ning väike rauast taburet “Urs”.

Teadlased oletavad, et just Väike-Aasia maad, kus elasid hetiitide hõimud, olid raua- ja terasetööstuse päritolukohad. Euroopasse jõudis raud Väike-Aasiast juba 1. aastatuhandel eKr; Nii algas Euroopas rauaaeg.

Kuulus damaskiteras (või damaskiteras) valmistati idas Aristotelese ajal (IV sajand eKr). Kuid selle valmistamise tehnoloogiat hoiti salajas palju sajandeid.

Unistasin teistsugusest kurbusest
Hallist Damaskuse terasest.
Nägin, kuidas terast karastati
Nagu üks noortest orjadest
Nad valisid ta, toitsid teda,
Et tema liha saaks jõudu.
Ootas tähtpäeva
Ja siis tulikuum tera
Nad sukeldusid lihasesse lihasse,
Valmis tera võeti välja.
Terasest tugevamat pole ida näinud,
Tugevam kui teras ja kibedam kui kurbus.

Kuna damaskiteras on väga kõrge kõvaduse ja elastsusega teras, on sellest valmistatud toodetel võime teritamisel mitte tuhmuda. Vene metallurg P.P. paljastas damaskiterase saladuse. Anosov. Ta jahutas kuuma terast väga aeglaselt teatud temperatuurini kuumutatud tehnilise õli erilahuses; Jahutusprotsessi käigus sepistati terast.

(Jooniste demonstreerimine.)

Raud on hõbehall metall	Raud on hõbehall metall
Need küüned on valmistatud rauast	Terast kasutatakse autotööstuses
Terast kasutatakse meditsiiniinstrumentide valmistamiseks	Terast kasutatakse vedurite valmistamiseks
	Kõik metallid on korrosioonile alluvad
Kõik metallid on korrosioonile alluvad

2. Raua asend PSHEM-is.

Saame teada raua asukoha PSCEM-is, tuuma laengu ja elektronide jaotuse aatomis.

3. Raua füüsikalised omadused.

– Milliseid raua füüsikalisi omadusi te teate?

Raud on hõbevalge metall sulamistemperatuuriga 1539 o C. See on väga plastiline, seetõttu kergesti töödeldav, sepistatud, valtsitav, stantsitav. Raual on võime magnetiseerida ja demagnetiseerida, seetõttu kasutatakse seda elektromagneti südamikuna erinevates elektrimasinates ja -seadmetes. Sellele saab anda suurema tugevuse ja kõvaduse termiliste ja mehaaniliste meetoditega, näiteks karastamise ja valtsimisega.

On keemiliselt puhast ja tehniliselt puhast rauda. Tehniliselt puhas raud on sisuliselt madala süsinikusisaldusega teras, see sisaldab 0,02–0,04% süsinikku ning veelgi vähem hapnikku, väävlit, lämmastikku ja fosforit. Keemiliselt puhas raud sisaldab vähem kui 0,01% lisandeid. Keemiliselt puhas raud - hõbehall, läikiv metall, välimuselt väga sarnane plaatinaga. Keemiliselt puhas raud on korrosioonikindel (mäletate, mis on korrosioon? Korrodeeriva naela demonstreerimine) ja peab hästi vastu hapetele. Kuid ebaolulised lisandid jätavad selle nendest väärtuslikest omadustest ilma.

4. Raua keemilised omadused.

Millised on teie arvates raua keemilised omadused, tuginedes teie teadmistele metallide keemiliste omaduste kohta?

Katsete demonstreerimine.

Raua koostoime väävliga.

Praktiline töö.

Raua koostoime vesinikkloriidhappega.
Raua koostoime vask(II)sulfaadiga.

5. Raua kasutamine.

Vestlus küsimuste üle:

– Milline on teie arvates raua levik looduses?

Raud on looduses üks levinumaid elemente. Maakoores on selle massiosa 5,1%, selle näitaja järgi on ta hapniku, räni ja alumiiniumi järel teisel kohal. Palju rauda leidub ka taevakehades, nagu on kindlaks tehtud spektraalanalüüsiga. Luna automaatjaama tarnitud Kuu pinnase proovides leiti rauda oksüdeerimata olekus.

Rauamaagid on Maal üsna laialt levinud. Uuralite mägede nimed räägivad enda eest: Vysokaya, Magnitnaya, Zheleznaya. Agrokeemikud leiavad muldadest rauaühendeid.

– Millises vormis raud looduses esineb?

Raud on enamiku kivimite koostisosa. Raua saamiseks kasutatakse rauamaake, mille rauasisaldus on 30-70% või rohkem. Peamised rauamaagid on: magnetiit - Fe 3 O 4 sisaldab 72% rauda, leiukohti leidub Lõuna-Uuralites, Kurski magnetanomaalia; hematiit - Fe 2 O 3 sisaldab kuni 65% rauda, selliseid hoiuseid leidub Krivoy Rogi piirkonnas; limoniit – Fe 2 O 3 * nH 2 O sisaldab kuni 60% rauda, maardlaid leidub Krimmis; püriit - FeS 2 sisaldab umbes 47% rauda, ladestusi leidub Uuralites. (Töö kontuurkaartidega).

– Milline on raua roll inimeste ja taimede elus?

Biokeemikud on avastanud raua olulise rolli taimede, loomade ja inimeste elus. Olles osa äärmiselt keerulisest orgaanilisest ühendist, mida nimetatakse hemoglobiiniks, määrab raud selle aine punase värvuse, mis omakorda määrab inimese ja looma vere värvuse. Täiskasvanu keha sisaldab 3 g puhast rauda, millest 75% on osa hemoglobiinist. Hemoglobiini peamine roll on hapniku transportimine kopsudest kudedesse ja vastupidises suunas - CO 2.

Taimed vajavad ka rauda. See on osa tsütoplasmast ja osaleb fotosünteesi protsessis. Rauda mittesisaldaval substraadil kasvanud taimedel on valged lehed. Väike raua lisamine aluspinnale ja need muutuvad roheliseks. Pealegi tasub valget lina määrida rauda sisaldava soola lahusega ja peagi muutub määritud koht roheliseks.

Nii et samal põhjusel - raua olemasolu mahlades ja kudedes - muutuvad taimede lehed rõõmsalt roheliseks ja inimese põsed õhetavad.

Ligikaudu 90% inimkonna poolt kasutatavatest metallidest on rauapõhised sulamid. Maailmas sulatatakse palju rauda, umbes 50 korda rohkem kui alumiiniumi, muudest metallidest rääkimata. Rauapõhised sulamid on universaalsed, tehnoloogiliselt arenenud, juurdepääsetavad ja odavad. Raud jääb tsivilisatsiooni vundamendiks veel kauaks ajaks.

3. Postitage kodumaterjal

14, nt. nr 6, 8, 9 (O.S. Gabrielyani õpiku “Keemia 9” töövihiku alusel, 2003).

4. Õpitud materjali koondamine

Kasutades tahvlile kirjutatud võrdlusskeemi, tehke järeldus: mis on raud ja millised on selle omadused?
Graafiline dikteerimine (ettevalmistada paberilehed, millel on tõmmatud sirgjoon, mis on jagatud 8 segmendiks ja nummerdatud vastavalt dikteerimisküsimustele. Märgi onniga “^” segmendile õigeks peetud positsiooni number).

Valik 1.

Raud on reaktiivne leelismetall.
Rauda on lihtne sepistada.
Raud on osa pronksisulamist.
Raua aatomi välisenergia tasemel on 2 elektroni.
Raud reageerib lahjendatud hapetega.
Halogeenidega moodustab see halogeniide, mille oksüdatsiooniaste on +2.
Raud ei suhtle hapnikuga.
Rauda võib saada sula rauasoola elektrolüüsil.


1	2	3	4	5	6	7	8

2. variant.

Raud on hõbevalge metall.
Raud ei oma magnetiseerumisvõimet.
Raua aatomitel on oksüdeerivad omadused.
Raua aatomi välisel energiatasemel on 1 elektron.
Raud tõrjub vase oma soolade lahustest välja.
Halogeenidega moodustab see ühendeid, mille oksüdatsiooniaste on +3.
Väävelhappe lahusega moodustab see raud(III)sulfaadi.
Raud ei korrodeeru.


1	2	3	4	5	6	7	8

Pärast ülesande täitmist vahetavad õpilased oma töid ja kontrollivad neid (tööde vastused pannakse tahvlile või näidatakse läbi projektori).

Märgistamise kriteeriumid:

"5" – 0 viga,
"4" - 1-2 viga,
"3" – 3-4 viga,
“2” – 5 või enam viga.

Kasutatud Raamatud

Gabrielyan O.S. Keemia 9. klass. – M.: Bustard, 2001.
Gabrielyan O.S. Raamat õpetajatele. – M.: Bustard, 2002.
Gabrielyan O.S. Keemia 9. klass. Töövihik. – M.: Bustard, 2003.
Haridustööstus. Artiklite kokkuvõte. 3. number – M.: MGIU, 2002.
Malõškina V. Meelelahutuslik keemia. – Peterburi, “Trigon”, 2001. a.
Tarkvara ja metoodilised materjalid. Keemia 8-11 klass. – M.: Bustard, 2001.
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Keemia raamat koduseks lugemiseks. – M.: Keemia, 1995.
Ma lähen keemia klassi. Raamat õpetajatele. – M.: “Esimene september”, 2000.

Rakendused

Kas sa tead seda?

Raud - üks elu tähtsamaid elemente. Veri sisaldab rauda ja just see määrab nii vere värvi kui ka selle peamise omaduse - võime siduda ja vabastada hapnikku. Seda võimet omab keeruline ühend - heem - hemoglobiini molekuli lahutamatu osa. Meie kehas leidub lisaks hemoglobiinile ka rauda müoglobiinis – valku, mis talletab hapnikku lihastesse. Samuti on rauda sisaldavad ensüümid.

Indias Delhi lähedal on raudsammas, millel pole vähimatki roostelaiku, kuigi selle vanus on peaaegu 2800 aastat. See on kuulus, umbes seitsme meetri kõrgune ja 6,5 tonni kaaluv Kutubi sammas, mille kiri sambale viitab, et see püstitati 9. sajandil. eKr e. Raua roostetamist – raudmetahüdroksiidi teket – seostatakse selle vastasmõjuga õhu niiskuse ja hapnikuga.

Kuid see reaktsioon ei toimu, kui rauas puuduvad erinevad lisandid, peamiselt süsinik, räni ja väävel. Kolonn oli valmistatud väga puhtast metallist: rauda kolonnis osutus 99,72%. See seletab selle vastupidavust ja korrosioonikindlust.

1934. aastal ilmus ajakirjas Mining Journal artikkel “Raua ja terase parandamine maapinnas roostetamise kaudu”. Maapinnas roostetamise teel raua teraseks muutmise meetod on inimestele teada juba iidsetest aegadest. Näiteks tšerkessid Kaukaasias matsid triibulise raua maasse ja 10–15 aastat hiljem välja kaevanud sepistasid sellest oma mõõgad, mis võisid läbi lõigata isegi relvatoru, kilbi või vaenlase luud.

Hematiit

Hematiit ehk punane rauamaak – meie aja peamise metalli – raua – peamine maak. Rauasisaldus selles ulatub 70% -ni. Hematiit on tuntud juba pikka aega. Babüloonias ja Vana-Egiptuses kasutati seda ehetes, pitserite valmistamiseks ning koos kaltsedooniga oli see lemmikmaterjal nikerdatud kivina. Aleksander Suurel oli hematiidiga inkrusteeritud sõrmus, mis tema arvates muutis ta lahingus haavamatuks. Iidsetel aegadel ja keskajal tunti hematiiti kui verd peatava ravimina. Sellest mineraalist saadud pulbrit on kulla- ja hõbetoodete valmistamiseks kasutatud iidsetest aegadest.

Mineraali nimi pärineb kreeka keelest üksikasjad– veri, mis on seotud selle mineraali pulbri kirsi- või vahapunase värvusega.

Mineraali oluline omadus on võime säilitada püsivalt värvi ja kanda seda üle teistele mineraalidele, mis sisaldavad vähemalt vähesel määral hematiidi lisandit. Iisaku katedraali graniidist sammaste roosa värv on päevakivide värv, mida omakorda värvib peendispersne hematiit. Pealinna metroojaamade viimistlemisel kasutatud jaspise maalilised mustrid, Krimmi oranžid ja roosad karneoolid, korallipunased silviidi ja karnalliidi kihid soolakihtides – kõik võlgnevad oma värvi hematiidile.

Punast värvi on pikka aega valmistatud hematiidist. Kõik kuulsad 15-20 tuhat aastat tagasi tehtud freskod – Altamira koopa imeline piison ja kuulsast neemekoopast pärit mammutid – olid tehtud pruunide raudoksiidide ja -hüdroksiididega.

Magnetiit

Magnetiit ehk magnetiline rauamaak – 72% rauda sisaldav mineraal. See on rikkaim rauamaak. Selle mineraali puhul on tähelepanuväärne selle loomulik magnetism – omadus, mille tõttu see avastati.

Nagu teatas Rooma teadlane Plinius, on magnetiit oma nime saanud Kreeka lambakoera Magnesi järgi. Magnes hoidis oma karja jõe kohal asuva mäe lähedal. Hindu Tessaalias. Järsku tõmbas soliidsest hallist kivist laotud mägi enda poole raudotsa ja naeltega vooderdatud sandaalidega saua. Mineraalmagnetiit andis omakorda oma nime magnetile, magnetväljale ja kogu salapärasele magnetismi nähtusele, mida on Aristotelese ajast kuni tänapäevani tähelepanelikult uuritud.

Selle mineraali magnetilisi omadusi kasutatakse ka tänapäeval, eelkõige maardlate otsimiseks. Nii avastati Kurski magnetilise anomaalia (KMA) piirkonnas ainulaadsed rauamaardlad. Mineraal on raske: õuna suurune magnetiidi proov kaalub 1,5 kg.

Iidsetel aegadel anti magnetiidile kõikvõimalikud raviomadused ja võime teha imesid. Seda kasutati haavadest metalli eraldamiseks ja Ivan Julm hoidis selle tähelepanuväärseid kristalle oma aarete hulgas koos teiste kividega.

Püriit on tuletaoline mineraal

Püriit - üks neist mineraalidest, mida nähes tahaks hüüda: "Kas see tõesti juhtus?" Raske uskuda, et kõrgeim lõike- ja poleerimisklass, mis meid käsitsi valmistatud toodetes, püriidikristallides hämmastab, on helde looduse kingitus.

Püriit on saanud oma nime kreekakeelsest sõnast "pyros" - tuli, mida seostatakse selle omadusega tekitada sädemeid, kui see tabab terasest esemeid. See kaunis mineraal hämmastab oma kuldse värvi ja särava säraga peaaegu alati selgetel servadel. Oma omaduste tõttu on püriiti tuntud juba iidsetest aegadest ning kullapalaviku epideemiate ajal keeras kvartsisoones sädelev püriit rohkem kui ühe kuuma pea. Ka praegu peavad algajad kivisõbrad püriiti sageli kullaks.

Püriit on kõikjal leiduv mineraal: see moodustub magmast, aurudest ja lahustest ning isegi setetest, iga kord kindlas vormis ja kombinatsioonis. On teada juhtum, kui mitme aastakümne jooksul kaevandusse kukkunud kaevuri surnukeha muutus püriidiks. Püriidis on palju rauda - 46,5%, kuid selle kaevandamine on kallis ja kahjumlik.

Lugu

Raud kui tööriistamaterjal on tuntud juba iidsetest aegadest. Vanimad arheoloogilistel väljakaevamistel leitud raudesemed pärinevad 4. aastatuhandest eKr. e. ning kuuluvad iidse Sumeri ja Vana-Egiptuse tsivilisatsiooni. Need on valmistatud meteoriitrauast ehk raua ja nikli sulamist (viimase sisaldus jääb vahemikku 5–30%), Egiptuse hauakambritest pärit ehetest (umbes 3800 eKr) ja Sumeri linna Uri pistodast (umbes 3100 eKr). e.). Ilmselt pärineb üks raua nimetusi kreeka ja ladina keeles meteoriidiraua taevasest päritolust: "sider" (mis tähendab "tähte").

Sulatamise teel saadud rauast valmistatud tooted on tuntud alates aaria hõimude asustamisest Euroopast Aasiasse, Vahemere saartele ja kaugemalegi (4. ja 3. aastatuhande lõpp eKr). Vanimad teadaolevad raudtööriistad on Egiptusest Cheopsi püramiidi (ehitatud umbes 2530 eKr) müüritisest leitud terasterad. Nagu näitasid Nuubia kõrbes tehtud väljakaevamised, kaltsineerisid egiptlased juba neil päevil kaevandatud kulda raskest magnetiitliivast eraldada maagi kliide ja sarnaste süsinikku sisaldavate ainetega. Selle tulemusel hõljus kullasulami pinnale kiht tainaraua, mida töödeldi eraldi. Sellest rauast sepistati tööriistu, sealhulgas Cheopsi püramiidist leitud tööriistu. Kuid pärast Cheops Menkauri (2471-2465 eKr) lapselast tekkisid Egiptuses segadused: jumal Ra preestrite juhitud aadel kukutas valitseva dünastia ning algas usurpaatorite hüpe, mis lõppes riigi ühinemisega. järgmise dünastia vaarao Userkar, kelle preestrid kuulutasid pojaks ja kehastuseks jumal Ra enda (sellest ajast on sellest saanud vaaraode ametlik staatus). Selle segaduse ajal langesid egiptlaste kultuurilised ja tehnilised teadmised allakäiku ning nii nagu püramiidide ehitamise kunst lagunes, kadus rauatootmise tehnoloogia sedavõrd, et hiljem Siinai poolsaart vaske otsides. maagi, ei pööranud egiptlased seal leiduvatele rauamaagi leiukohtadele mingit tähelepanu ning said rauda naabruses asuvatelt hetiitidelt ja mitannlastelt.

Esimesena valdasid raua tootmist hutid, sellele viitab vanim (2. aastatuhandel eKr) raua mainimine hetiitide tekstides, kes rajasid oma impeeriumi huttide territooriumile (tänapäevane Anatoolia Türgis). Nii öeldakse hetiitide kuninga Anitta (umbes 1800 eKr) tekstis:

Kui ma läksin kampaaniale Puruskhanda linna, tuli üks mees Puruskhanda linnast minu poole kummardama (...?) ja kinkis mulle alistumise märgiks 1 raudtrooni ja 1 raudse skeptri (?). (?)...

(allikas: Giorgadze G.G.// Muinasajaloo bülletään. 1965. nr 4.)

Iidsetel aegadel olid khalibid tuntud rauatoodete meistritena. Legend argonautidest (nende sõjakäik Colchises toimus umbes 50 aastat enne Trooja sõda) räägib, et Colchise kuningas Eet andis Jasonile raudadra, et too saaks künda Arese põldu ja tema alamaid, kaliireid. , on kirjeldatud:

Nad ei künda maad, ei istuta viljapuid, ei karjata karja rikkalikel niitudel; nad ammutavad harimata maalt maaki ja rauda ning vahetavad selle vastu toitu. Päev ei alga nende jaoks ilma raske tööta, nad veedavad terve päeva ööpimeduses ja paksus suitsus...

Aristoteles kirjeldas nende terase tootmismeetodit: „Khalibid pesid mitu korda oma riigi jõeliiva, vabastades seeläbi musta kontsentraati (peamiselt magnetiidist ja hematiidist koosnev raske fraktsioon) ning sulatasid selle ahjudes; Sel viisil saadud metall oli hõbedast värvi ja roostevaba.

Terase sulatamise toorainena kasutati magnetiitliiva, mida leidub sageli kogu Musta mere rannikul: need magnetiitliivad koosnevad väikeste magnetiidi, titaan-magnetiidi või ilmeniidi terakeste ja muude kivimite fragmentide segust, nii et et Khalibanide sulatatud teras oli legeeritud ja sellel olid suurepärased omadused. See ainulaadne rauasaamise meetod viitab sellele, et khalibid levitasid rauda ainult tehnoloogilise materjalina, kuid nende meetod ei saanud olla meetod rauatoodete laialdaseks tööstuslikuks tootmiseks. Nende tootmine andis aga tõuke rauametallurgia edasisele arengule.

Iidsetel aegadel hinnati rauda rohkem kui kulda ning Straboni kirjelduse järgi andsid Aafrika hõimud 1 naela raua eest 10 naela kulda ning ajaloolase G. Areshyani uuringute järgi hinnati vase, hõbeda, kulla ja raud oli muistsete hetiitide seas vahekorras 1:160 :1280:6400. Rauda kasutati tollal ehtemetallina, sellest valmistati troone ja muid kuningliku võimu regiaale: näiteks piibliraamat 5. Moosese 3.11. kirjeldab Rephaimi kuningas Ogi "raudvoodit".

Tutanhamoni hauakambrist (umbes 1350 eKr) leiti kuldraamis raudpistoda – võimalik, et see oli hetiitide kingitus diplomaatilisel eesmärgil. Kuid hetiidid ei püüdnud raua ja selle tehnoloogiate laialdase leviku poole, mis ilmneb kirjavahetusest, mis on meieni jõudnud Egiptuse vaarao Tutanhamoni ja tema äia, hetiitide kuninga Hattusili vahel. Vaarao palub saata rohkem rauda ja hetiitide kuningas vastab põiklevalt, et rauavarud on kokku kuivanud ja sepad on hõivatud põllumajandustöödega, mistõttu ta ei saa kuningliku väimehe palvet täita ja saadab ainult üks “heast rauast” (st terasest) tehtud pistoda. Nagu näha, püüdsid hiidlased oma teadmisi kasutada sõjaliste eeliste saavutamiseks ega andnud teistele võimalust neile järele jõuda. Ilmselt seetõttu levisid rauatooted alles pärast Trooja sõda ja hetiitide võimu langemist, mil tänu kreeklaste kaubandustegevusele sai rauatehnoloogia paljudele tuntuks ning avastati uusi rauamaardlaid ja -kaevandusi. Nii asendus “pronksiaeg” “rauaajaga”.

Kuigi Trooja sõja ajal (umbes 1250 eKr) valmistati Homerose kirjelduste järgi relvi peamiselt vasest ja pronksist, oli raud juba tuntud ja väga nõutud, kuigi rohkem väärismetallina. Näiteks Iliase 23. laulus ütleb Homeros, et Achilleus autasustas kettaheitevõistlusel võitjat rauast tehtud kettaga. Ahhaialased kaevandasid seda rauda troojalastelt ja naaberrahvastelt (Ilias 7.473), sealhulgas kahalibidelt, kes võitlesid troojalaste poolel:

"Teised ahhaia mehed ostsid veini vahetuskaubandusega,
Nad vahetasid need heliseva vase, halli raua vastu,
Need, mis on mõeldud härgade või järsu sarvedega härgadele,
Need nende täielike jaoks. Ja rõõmus pidusöök on ette valmistatud..."

Võib-olla oli raud üks põhjusi, mis ajendas ahhaia kreeklasi kolima Väike-Aasiasse, kus nad õppisid selle valmistamise saladusi. Ja väljakaevamised Ateenas näitasid, et juba umbes 1100 eKr. e. ja hiljem olid juba laialt levinud raudmõõgad, odad, kirved ja isegi raudnaelad. Piibli raamat Joosua 17:16 (vrd Kohtumõistjate 14:4) kirjeldab, et vilistidel (piibli "PILISTIM" ja need olid hilisemate hellenidega suguluses olevad proto-kreeka hõimud, peamiselt pelasgilased) oli palju raudvankreid, st. selles Sel ajal oli rauda juba laialdaselt kasutatud suurtes kogustes.

Homeros Iliases ja Odüsseias nimetab rauda "kõvaks metalliks" ja kirjeldab tööriistade kõvenemist:

"Tõhus võltsija, kes on teinud kirve või kirve,
Metalli vette, soojendades seda nii, et see kahekordistub
Tal oli kindlus, ta sukeldub ... "

Homeros nimetab rauda keeruliseks, kuna iidsetel aegadel oli selle valmistamise peamiseks meetodiks juustu puhumisprotsess: spetsiaalsetes ahjudes kaltsineeriti vaheldumisi rauamaagi ja söe kihte (ahjud - iidsest "sarvest" - sarv, toru, algselt oli see lihtsalt maasse kaevatud toru, tavaliselt horisontaalselt kuristiku nõlval). Sepikojas redutseeritakse raudoksiidid metalliks kuuma kivisöe abil, mis haarab endasse hapnikku, oksüdeerudes vingugaasiks ning sellise maagi kaltsineerimise tulemusena söega saadi taignalaadne krihiini (käsna) raud. Kritsa puhastati räbust sepistamise teel, tugevate haamrilöökidega lisandid välja pigistades. Esimestel sepikutel oli suhteliselt madal temperatuur – märgatavalt madalam kui malmi sulamistemperatuur, seega osutus raud suhteliselt madala süsinikusisaldusega. Tugeva terase saamiseks oli vaja raudsüdamikku mitu korda kaltsineerida ja sepistada kivisöega, samal ajal kui metalli pinnakiht küllastati täiendavalt süsinikuga ja tugevdati. Nii saadi “hea raud” - ja kuigi see nõudis palju tööd, olid sel viisil saadud tooted oluliselt tugevamad ja kõvemad kui pronksist.

Hiljem õpiti tegema tõhusamaid ahjusid (vene keeles - kõrgahi, domna) terase tootmiseks ja kasutati lõõtsa ahju õhuga varustamiseks. Juba roomlased teadsid, kuidas viia ahjus sulava terase temperatuur (umbes 1400 kraadi ja puhas raud sulab 1535 kraadi juures). Nii saadakse 1100-1200 kraadi sulamistemperatuuriga malm, mis on tahkes olekus väga rabe (isegi mitte sepitav) ja millel puudub terasele omane elastsus. Algselt peeti seda kahjulikuks kõrvalsaaduseks. Malm, vene keeles malm, valuplokid, kust tegelikult pärineb ka sõna malm), kuid siis avastati, et ahjus uuesti sulatamisel, millest läbi puhub suurenenud õhk, muutub malm hea kvaliteediga teraseks, kuna liigne süsinik põleb ära. See kaheetapiline malmist terase tootmise protsess osutus kriitilisest lihtsamaks ja tulusamaks ning seda põhimõtet on palju sajandeid kasutatud ilma suuremate muutusteta, jäädes tänaseni peamiseks rauamaterjalide tootmismeetodiks.

Bibliograafia: Carl Bax. Maa sisemuse rikkused. M.: Progress, 1986, lk 244, peatükk “Raud”

nime päritolu

Slaavi sõna "raud" päritolu kohta on mitu versiooni (valgevene zaleza, ukraina zalizo, vanaslaavi. raud, bulgaaria Zhelyazo, Serbohorv. zhejezo, poola keel żelazo, Tšehhi železo, sloveeni keel. železo).

Üks etümoloogiatest ühendab Praslavit. *želězo kreeka sõnaga χαλκός , mis teise versiooni järgi tähendas rauda ja vaske *želězo sõnadega sarnane *žely"kilpkonn" ja *klaas“kivi”, üldsõnaga “kivi”. Kolmas versioon viitab iidsele laenule tundmatust keelest.

Germaani keeled laenasid nimetuse raud (gooti. eisarn, Inglise raud, saksa keel Eisen, Holland ijzer, dat. jern, rootsi keel järn) Celticult.

Keldi-eelne sõna *isarno-(> Old Irish iarn, Old Brett hoiarn), läheb ilmselt tagasi esivanemate st. *h 1 esh 2 r-no- “verine” semantilise arenguga “verine” > “punane” > “raudne”. Teise hüpoteesi järgi läheb see sõna tagasi esivanemate st. *(H)ish 2 ro- "tugev, püha, omab üleloomulikku jõudu."

Vana-Kreeka sõna σίδηρος , võis olla laenatud samast allikast, mis slaavi, germaani ja balti sõnad hõbeda kohta.

Loodusliku raudkarbonaadi (sideriit) nimi tuleb ladina keelest. sidereus- täheline; Tõepoolest, esimene raud, mis inimeste kätte sattus, oli meteoriidi päritolu. Võib-olla pole see kokkusattumus juhuslik. Eelkõige vanakreeka sõna sideros (σίδηρος) raua ja ladina jaoks sidus, mis tähendab "tähte", on tõenäoliselt ühise päritoluga.

Isotoobid

Looduslik raud koosneb neljast stabiilsest isotoobist: 54 Fe (isotoopide arvukus 5,845%), 56 Fe (91,754%), 57 Fe (2,119%) ja 58 Fe (0,282%). Samuti on teada üle 20 ebastabiilse raua isotoobi massiarvudega 45–72, millest stabiilseimad on 60 Fe (poolestusaeg 2009. aastal uuendatud andmetel on 2,6 miljonit aastat), 55 Fe (2,737 aastat), 59 Fe (44,495 päeva) ja 52 Fe (8,275 tundi); ülejäänud isotoopide poolestusaeg on alla 10 minuti.

Raua isotoop 56 Fe on üks stabiilsemaid tuumasid: kõik järgmised elemendid võivad lagunemise teel vähendada sidumisenergiat nukleoni kohta ja kõik eelnevad elemendid võivad põhimõtteliselt vähendada sidumisenergiat nukleoni kohta termotuumasünteesi kaudu. Arvatakse, et raud lõpetab elementide sünteesi jada tavaliste tähtede tuumades (vt Raudtäht) ja kõik järgnevad elemendid saavad tekkida ainult supernoova plahvatuste tulemusena.

Raua geokeemia

Raudse veega hüdrotermiline allikas. Raudoksiidid värvivad vee pruuniks.

Raud on üks levinumaid elemente Päikesesüsteemis, eriti maapealsetel planeetidel, eriti Maal. Märkimisväärne osa maapealsete planeetide rauast asub planeetide tuumades, kus selle sisaldust hinnatakse umbes 90%. Maakoore rauasisaldus on 5% ja vahevöös umbes 12%. Metallidest on raud koores alumiiniumi järel teisel kohal. Samal ajal leidub umbes 86% kogu rauast südamikus ja 14% vahevöös. Rauasisaldus suureneb oluliselt mafilistes tardkivimites, kus seda seostatakse pürokseeni, amfibooli, oliviini ja biotiidiga. Raud koguneb tööstuslikes kontsentratsioonides peaaegu kõigi maakoores toimuvate eksogeensete ja endogeensete protsesside käigus. Merevesi sisaldab rauda väga väikestes kogustes, 0,002-0,02 mg/l. Jõevees on see veidi kõrgem - 2 mg/l.

Raua geokeemilised omadused

Raua kõige olulisem geokeemiline omadus on mitme oksüdatsiooniastme olemasolu. Raud neutraalsel kujul - metalliline - moodustab maa tuuma, võib esineda vahevöös ja seda leidub maakoores väga harva. Raudraud FeO on vahevöös ja maakoores leiduv raua peamine vorm. Oksiidraud Fe 2 O 3 on iseloomulik maakoore kõige ülemistele, kõige enam oksüdeerunud osadele, eelkõige settekivimitele.

Kristallide keemiliste omaduste poolest on Fe 2+ ioon lähedane Mg 2+ ja Ca 2+ ioonidele – teistele põhielementidele, mis moodustavad olulise osa kõigist maistest kivimitest. Kristallide keemilise sarnasuse tõttu asendab raud paljudes silikaatides magneesiumi ja osaliselt kaltsiumi. Sellisel juhul suureneb rauasisaldus muutuva koostisega mineraalides tavaliselt temperatuuri langedes.

Raua mineraalid

On teada suur hulk rauda sisaldavaid maake ja mineraale. Suurima praktilise tähtsusega on punane rauamaak (hematiit, Fe 2 O 3; sisaldab kuni 70% Fe), magnetiline rauamaak (magnetiit, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; sisaldab 72,4% Fe), pruun rauamaak või limoniit (goetiit ja hüdrogoetiit, vastavalt FeOOH ja FeOOH·nH 2 O). Goetiiti ja hüdrogoetiiti leidub kõige sagedamini ilmastikukoorikutes, moodustades nn raudkübaraid, mille paksus ulatub mitmesaja meetrini. Need võivad olla ka settelise päritoluga, kukkudes välja kolloidsetest lahustest järvedes või merede rannikualadel. Sel juhul moodustuvad ooliitsed ehk kaunviljalised rauamaagid. Tihti leidub neis Vivianiiti Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, mis moodustab musti piklikke kristalle ja radiaalseid agregaate.

Looduses on laialt levinud ka raudsulfiidid - püriit FeS 2 (väävel või raudpüriit) ja pürrotiit. Need ei ole rauamaak – püriiti kasutatakse väävelhappe valmistamiseks ning pürrotiit sisaldab sageli niklit ja koobaltit.

Venemaa on rauamaagi varude poolest maailmas esikohal. Rauasisaldus merevees on 1·10−5 -1·10−8%.

Muud levinud raua mineraalid:

Siderite - FeCO 3 - sisaldab ligikaudu 35% rauda. Sellel on kollakasvalge (määrdunud halli või pruuni varjundiga) värv. Tihedus on 3 g/cm³ ja kõvadus 3,5-4,5 Mohsi skaalal.
Markasiit – FeS 2 – sisaldab 46,6% rauda. See esineb kollaste messingitaoliste bipüramiidsete rombiliste kristallide kujul tihedusega 4,6–4,9 g/cm³ ja kõvadusega 5–6 Mohsi skaalal.
Löllingiit – FeAs 2 – sisaldab 27,2% rauda ja esineb hõbevalgete bipüramiidsete rombiliste kristallide kujul. Tihedus on 7-7,4 g/cm³, kõvadus 5-5,5 Mohsi skaalal.
Mispickel - FeAsS - sisaldab 34,3% rauda. See esineb valgete monokliiniliste prismade kujul, mille tihedus on 5,6–6,2 g/cm³ ja kõvadus 5,5–6 Mohsi skaalal.
Melanteriit – FeSO 4 · 7H 2 O – on looduses harvem ja on rohelised (või lisandite tõttu hallid) monokliinsed kristallid, millel on klaasjas läige ja haprad. Tihedus on 1,8-1,9 g/cm³.
Vivianiit - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - esineb sinakashallide või rohekashallide monokliiniliste kristallide kujul tihedusega 2,95 g/cm³ ja kõvadusega 1,5-2 Mohsi skaalal.

Lisaks ülalkirjeldatud raua mineraalidele on olemas näiteks:

Peamised hoiused

USA geoloogiakeskuse (2011. aasta hinnangul) kohaselt on maailma tõestatud rauamaagi varud umbes 178 miljardit tonni. Peamised rauamaardlad asuvad Brasiilias (1. koht), Austraalias, USA-s, Kanadas, Rootsis, Venezuelas, Libeerias, Ukrainas, Prantsusmaal, Indias. Venemaal kaevandatakse rauda Kurski magnetanomaalias (KMA), Koola poolsaarel, Karjalas ja Siberis. Ookeani põhjamaardlad, mille sõlmedes leidub rauda koos mangaani ja teiste väärtuslike metallidega, on viimasel ajal omandanud märkimisväärse rolli.

Kviitung

Tööstuses saadakse rauda rauamaagist, peamiselt hematiidist (Fe 2 O 3) ja magnetiidist (FeO Fe 2 O 3).

Raua eraldamiseks maakidest on erinevaid viise. Kõige tavalisem on domeeniprotsess.

Tootmise esimene etapp on raua redutseerimine süsinikuga kõrgahjus temperatuuril 2000 °C. Kõrgahjus juhitakse ülaltpoolt koksi kujul olev süsinik, aglomeraadi või graanulite kujul olev rauamaak ja räbust (nt lubjakivi) ning altpoolt juhitakse neid kuuma õhuvooluga.

Ahjus oksüdeeritakse koksi kujul olev süsinik süsinikmonooksiidiks. See oksiid tekib põlemisel hapnikupuuduse korral:

Süsinikoksiid omakorda vähendab maagist saadavat rauda. Selle reaktsiooni kiirendamiseks juhitakse kuumutatud süsinikmonooksiid läbi raud(III)oksiidi:

Kaltsiumoksiid ühineb ränidioksiidiga, moodustades räbu - kaltsiummetasilikaadi:

Räbu, erinevalt ränidioksiidist, sulatatakse ahjus. Räbu, rauast kergem, hõljub pinnal – see omadus võimaldab räbu metallist eraldada. Seejärel saab räbu kasutada ehituses ja põllumajanduses. Kõrgahjus toodetud sularaud sisaldab üsna palju süsinikku (malm). Välja arvatud juhtudel, kui malmi kasutatakse otse, vajab see täiendavat töötlemist.

Liigne süsinik ja muud lisandid (väävel, fosfor) eemaldatakse malmist oksüdeerimise teel avatud koldeahjudes või konverterites. Elektriahjusid kasutatakse ka legeerteraste sulatamiseks.

Lisaks kõrgahjuprotsessile on tavaline raua otsetootmise protsess. Sel juhul segatakse eelnevalt purustatud maak spetsiaalse saviga, moodustades graanulid. Pelletid põletatakse ja töödeldakse šahtahjus kuuma metaani muundamise toodetega, mis sisaldavad vesinikku. Vesinik vähendab kergesti rauda:

sel juhul ei saa raud selliste lisanditega nagu väävel ja fosfor, mis on kivisöe tavalised lisandid. Raud saadakse tahkel kujul ja sulatatakse seejärel elektriahjudes.

Keemiliselt puhas raud saadakse selle soolade lahuste elektrolüüsil.

Füüsikalised omadused

Polümorfismi nähtus on terase metallurgia jaoks äärmiselt oluline. Tänu kristallvõre α-γ üleminekutele toimub terase kuumtöötlus. Ilma selle nähtuseta poleks rauda terase alusena nii laialdaselt kasutatud.

Raud on mõõdukalt tulekindel metall. Standardsete elektroodide potentsiaalide reas on raud vesiniku ees ja reageerib kergesti lahjendatud hapetega. Seega kuulub raud keskmise aktiivsusega metallide hulka.

Raua sulamistemperatuur on 1539 °C, keemistemperatuur on 2862 °C.

Keemilised omadused

Iseloomulikud oksüdatsiooniastmed

Hapet ei eksisteeri vabas vormis - saadakse ainult selle soolad.

Rauda iseloomustavad raua oksüdatsiooniastmed - +2 ja +3.

Oksüdatsiooniaste +2 vastab mustale oksiidile FeO ja rohelisele hüdroksiidile Fe(OH) 2. Nad on oma olemuselt põhilised. Soolades esineb Fe(+2) katioonina. Fe(+2) on nõrk redutseerija.

Oksüdatsiooniaste +3 vastab punakaspruunile oksiidile Fe 2 O 3 ja pruunile hüdroksiidile Fe(OH) 3. Nad on olemuselt amfoteersed, kuigi happelised, ja nende põhiomadused on nõrgalt väljendunud. Seega hüdrolüüsitakse Fe 3+ ioonid täielikult isegi happelises keskkonnas. Fe(OH)3 lahustub (ja isegi siis mitte täielikult) ainult kontsentreeritud leelistes. Fe 2 O 3 reageerib leelistega ainult sulamisel, andes ferriite (happe HFeO 2 formaalsed happesoolad, mida vabas vormis ei eksisteeri):

Raud (+3) omab enamasti nõrku oksüdeerivaid omadusi.

Oksüdatsiooniastmed +2 ja +3 muutuvad redokstingimuste muutumisel üksteise vahel kergesti.

Lisaks on oksiid Fe 3 O 4, mille raua formaalne oksüdatsiooniaste on +8/3. Seda oksiidi võib aga pidada ka raud(II)ferriidiks Fe +2 (Fe +3 O 2) 2.

Samuti on oksüdatsiooniaste +6. Vastav oksiid ja hüdroksiid ei eksisteeri vabas vormis, kuid saadakse soolad - ferraate (näiteks K 2 FeO 4). Raud (+6) esineb neis anioonina. Ferraadid on tugevad oksüdeerivad ained.

Lihtaine omadused

Säilitamisel õhus temperatuuril kuni 200 °C kattub raud järk-järgult tiheda oksiidikilega, mis takistab metalli edasist oksüdeerumist. Niiskes õhus kattub raud lahtise roostekihiga, mis ei takista hapniku ja niiskuse ligipääsu metallile ning selle hävimist. Roostel ei ole püsivat keemilist koostist, ligikaudu selle keemilise valemi saab kirjutada kujul Fe 2 O 3 xH 2 O.

Raud(II) ühendid

Raud(II)oksiidil FeO on aluselised omadused, sellele vastab alus Fe(OH)2. Raud(II) soolad on helerohelise värvusega. Säilitamisel, eriti niiskes õhus, muutuvad nad rauaks (III) oksüdeerumise tõttu pruuniks. Sama protsess toimub ka raud(II)soolade vesilahuste säilitamisel:

Vesilahustes olevatest raud(II)sooladest on stabiilseim Mohri sool - topeltammoonium ja raud(II)sulfaat (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O.

Kaaliumheksatsüanoferraat(III) K3 (punane veresool) võib olla lahuses olevate Fe 2+ ioonide reagendina. Kui Fe 2+ ja 3- ioonid interakteeruvad, moodustub Turnboole'i sinine sade:

Raua (II) kvantitatiivseks määramiseks lahuses kasutatakse fenantroliini Phen, mis moodustab punase kompleksi FePhen 3 rauaga (II) (maksimaalne valguse neeldumine - 520 nm) laias pH vahemikus (4-9).

Raud(III) ühendid

Raud(III) ühendid lahustes redutseeritakse metallilise rauaga:

Raud(III) on võimeline moodustama topeltsulfaate koos ühe laetud katioonidega, nagu maarjas, näiteks KFe(SO 4) 2 - raud-kaaliummaarjas, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - raud-ammooniummaarjas jne .

Raua(III) ühendite kvalitatiivseks tuvastamiseks lahuses kasutatakse Fe 3+ ioonide kvalitatiivset reaktsiooni SCN − tiotsüanaadi ioonidega. Kui Fe 3+ ioonid interakteeruvad SCN − anioonidega, tekib erkpunase raudtiotsüanaadi komplekside 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - segu. Segu koostis (ja seega ka selle värvuse intensiivsus) sõltub erinevatest teguritest, mistõttu see meetod ei ole raua täpseks kvalitatiivseks määramiseks kasutatav.

Teine kvaliteetne Fe 3+ ioonide reaktiiv on kaaliumheksatsüanoferraat(II) K 4 (kollane veresool). Kui Fe 3+ ja 4− ioonid interakteeruvad, moodustub eresinine Preisi sinise sade:

Raua(VI) ühendid

Ferraatide oksüdeerivaid omadusi kasutatakse vee desinfitseerimiseks.

Rauaühendid VII ja VIII

On teateid raud(VIII) ühendite elektrokeemilisest valmistamisest. , , , aga puuduvad sõltumatud uuringud, mis neid tulemusi kinnitaksid.

Rakendus

Rauamaak

Raud on üks enimkasutatavaid metalle, moodustades kuni 95% ülemaailmsest metallurgiatoodangust.

Raud on terase ja malmi põhikomponent – kõige olulisemad konstruktsioonimaterjalid.
Raud võib olla osa sulamitest, mis põhinevad muudel metallidel - näiteks niklil.
Magnetiline raudoksiid (magnetiit) on oluline materjal arvutite pikaajaliste mäluseadmete tootmisel: kõvakettad, disketid jne.
Ülipeent magnetiidipulbrit kasutatakse paljudes mustvalgetes laserprinterites, mis on segatud polümeeri graanulitega toonerina. See kasutab nii magnetiidi musta värvi kui ka selle võimet kleepuda magnetiseeritud ülekanderulli külge.
Paljude rauapõhiste sulamite ainulaadsed ferromagnetilised omadused aitavad kaasa nende laialdasele kasutamisele trafode ja elektrimootorite magnetsüdamike elektrotehnikas.
Raud(III)kloriidi (raud(III)kloriid) kasutatakse amatöörraadiopraktikas trükkplaatide söövitamiseks.
Vasksulfaadiga segatud raudsulfaatheptaati (raudsulfaati) kasutatakse kahjulike seente vastu võitlemiseks aianduses ja ehituses.
Rauda kasutatakse anoodina raud-nikkelpatareides ja raud-õhkpatareides.
Raud- ja raudkloriidide vesilahuseid, samuti selle sulfaate kasutatakse koagulantidena loodusliku ja reovee puhastusprotsessides tööstusettevõtete veepuhastuses.

Raua bioloogiline tähtsus

Elusorganismides on raud oluline mikroelement, mis katalüüsib hapnikuvahetuse (hingamise) protsesse. Täiskasvanud inimese keha sisaldab umbes 3,5 grammi rauda (umbes 0,02%), millest 78% on vere hemoglobiini peamine aktiivne element, ülejäänu on osa teiste rakkude ensüümidest, katalüüsides rakkudes hingamisprotsesse. Rauapuudus avaldub organismi haigusena (taimedel kloroos ja loomadel aneemia).

Tavaliselt siseneb raud ensüümidesse kompleksi kujul, mida nimetatakse heemiks. Eelkõige on see kompleks hemoglobiinis, mis on kõige olulisem valk, mis tagab hapniku transpordi veres kõigisse inimeste ja loomade organitesse. Ja just tema värvib vere iseloomulikku punast värvi.

Rauakomplekse peale heemi leidub näiteks ensüümis metaanmonooksügenaas, mis oksüdeerib metaani metanooliks, olulises ensüümis ribonukleotiidreduktaas, mis osaleb DNA sünteesis.

Mõnedes bakterites leidub anorgaanilisi rauaühendeid ja mõnikord kasutavad nad neid õhulämmastiku sidumiseks.

Raud satub loomade ja inimeste kehasse toiduga (selles on rikkaim maks, liha, munad, kaunviljad, leib, teravili, peet). Huvitav on see, et spinat lisati kunagi ekslikult sellesse loendisse (analüüsitulemuste kirjavea tõttu - "lisanull" pärast koma läks kaduma).

Liigne annus rauda (200 mg või rohkem) võib avaldada toksilist toimet. Raua üledoos pärsib organismi antioksüdantide süsteemi, mistõttu ei soovitata tervetel inimestel võtta rauapreparaate.

Märkmed

Keemiaentsüklopeedia: 5 köites / Toimetus: Knunyants I. L. (peatoimetaja). - M.: Nõukogude entsüklopeedia, 1990. - T. 2. - Lk 140. - 671 lk. - 100 000 eksemplari.
Karapetyants M. Kh., Drakin S. I.Üldine ja anorgaaniline keemia: õpik ülikoolidele. - 4. väljaanne, kustutatud. - M.: Keemia, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, lk. 529
M. Vasmer. Vene keele etümoloogiline sõnaraamat. - Progress. - 1986. - T. 2. - Lk 42-43.
Trubatšov O.N. Slaavi etümoloogiad. // Slaavi keeleteaduse küsimusi, nr 2, 1957.
Boryś W. Słownik etümologiczny języka polskiego. - Kraków: Wydawnictwo Literackie. - 2005. - Lk 753-754.
Walde A. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Carl Winteri Universitätsbuchhandlung. - 1906. - Lk 285.
Meie A. Germaani keelerühma põhijooned. - URSS. - 2010. - Lk 141.
Matasović R. Protokeldi etümoloogiline sõnaraamat. - Brill. - 2009. - Lk 172.
Mallory, J.P., Adams, D.Q. Indoeuroopa kultuuri entsüklopeedia. - Fitzroy-Dearborn. - 1997. - Lk 314.
"60 Fe poolväärtusaja uus mõõtmine". Füüsilise ülevaate kirjad 103 : 72502. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot ja A. H. Wapstra (2003). "Tuuma- ja lagunemisomaduste NUBASE hindamine." Tuumafüüsika A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
Yu. M. Širokov, N. P. Judin. Tuumafüüsika. M.: Nauka, 1972. Peatükk Tuumakosmofüüsika.
R. Ripan, I. Ceteanu. Anorgaaniline keemia // Mittemetallide keemia = Chimia metalelor. - Moskva: Mir, 1972. - T. 2. - Lk 482-483. - 871 lk.
Kuld ja väärismetallid
Metallurgia ja terase kuumtöötlus. Ref. toim. 3 köites / Toim. M. L. Bershtein, A. G. Rakhstadt. - 4. väljaanne, muudetud. ja täiendav T. 2. Kuumtöötlemise alused. 2 raamatus. Raamat 1. M.: Metallurgia, 1995. 336 lk.
T. Takahashi ja W.A. Bassett, "High-Pressure Polymorph of Iron", Teadus, Vol. 145 #3631, 31. juuli 1964, lk 483-486.
Schilt A. 1,10-fenantroliini ja sellega seotud ühendite analüütiline kasutamine. Oxford, Pergamon Press, 1969.
Lurie Yu. Yu Analüütilise keemia käsiraamat. M., Keemia, 1989. Lk 297.
Lurie Yu. Yu Analüütilise keemia käsiraamat. M., Chemistry, 1989, lk 315.
Brouwer G. (toim.) Anorgaanilise sünteesi käsiraamat. kd 5. M., Mir, 1985. lk 1757-1757.
Remy G. Anorgaanilise keemia kursus. kd 2. M., Mir, 1966. lk 309.
Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Oktavalentne raud // Dokl. NSVL Teaduste Akadeemia. 1987. T.292. P.628-631
Perfilyev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. M., Spitsyn V. I. Mössbauer kaheksatavalentse raua uuring // Dokl. NSVL Teaduste Akadeemia. 1987. T.296. lk.1406-1409
Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Mossbaueri oksokomplekside spektroskoopia raua kõrgemates oksüdatsiooniastmetes // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1992.V.157. R.401-411.
"Vene Föderatsiooni erinevate elanikkonnarühmade füsioloogilise energia- ja toitainevajaduse normid" MR 2.3.1.2432-08

Allikad (jaotisesse Ajalugu)

G. G. Giorgadze."Anitta tekst" ja mõned küsimused hiidlaste varasest ajaloost
R. M. Abramišvili. Raua arendamise küsimuses Ida-Gruusia territooriumil, VGMG, XXII-B, 1961.
Khakhutaishvili D.A. Vana-Colchia rauametallurgia ajaloost. Antiikajaloo küsimusi (Kaukaasia-Lähis-Ida kogumik, 4. number). Thbilisi, 1973.
Herodotos."Ajalugu", 1:28.
Homeros."Ilias", "Odüsseia".
Virgilius."Aeneid", 3:105.
Aristoteles.“Uskumatutest kuulujuttudest”, II, 48. VDI, 1947, nr 2, lk 327.
Lomonosov M. V. Metallurgia esimesed alused.

Vaata ka

Kategooria:Rauaühendid

Lingid

Haigused, mis on põhjustatud raua puudusest ja liiast inimkehas

D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodiline tabel




																						Fe

Raud puhtal kujul on plastiline hall metall, mida saab kergesti töödelda. Ja veel, inimese jaoks on Fe element praktilisem koos süsiniku ja muude lisanditega, mis võimaldavad moodustada metallisulameid - terast ja malmi. 95% – täpselt nii palju kõigist planeedil toodetud metalltoodetest sisaldab peamise elemendina rauda.

Raud: ajalugu

Esimesed inimese valmistatud raudtooted on teadlaste poolt dateeritud 4. aastatuhandel eKr. e. ja uuringud on näidanud, et nende tootmiseks kasutati meteoorirauda, mida iseloomustab 5-30-protsendiline niklisisaldus. See on huvitav, kuid kuni inimkond omandas Fe ekstraheerimise selle sulatamise teel, hinnati rauda rohkem kui kulda. Seda seletati asjaoluga, et tugevam ja töökindlam teras sobis tööriistade ja relvade valmistamiseks palju paremini kui vask ja pronks.

Vanad roomlased õppisid tootma esimest malmi: nende ahjud suutsid tõsta maagi temperatuuri 1400 o C-ni, malmi jaoks piisas 1100-1200 o C. Seejärel saadi ka puhast terast, mille sulamistemperatuur oli mis teatavasti on 1535 kraadi Celsiuse järgi.

Fe keemilised omadused

Millega raud suhtleb? Raud interakteerub hapnikuga, millega kaasneb oksiidide moodustumine; veega hapniku juuresolekul; väävel- ja vesinikkloriidhappega:

3Fe+2O2 = Fe3O4
4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH) 3
Fe+H2SO4 = FeSO4+H2
Fe+2HCl = FeCl2+H2

Samuti reageerib raud leelistele ainult siis, kui need on tugevate oksüdeerivate ainete sulamid. Raud ei reageeri normaalsel temperatuuril oksüdeerivate ainetega, kuid hakkab alati reageerima, kui see suureneb.

Raua kasutamine ehituses

Raua kasutamist ehitustööstuses ei saa tänapäeval üle hinnata, sest metallkonstruktsioonid on absoluutselt iga kaasaegse hoone aluseks. Selles piirkonnas kasutatakse Fe tavalistes terastes, malmis ja sepis. Seda elementi leidub kõikjal, alates kriitilistest struktuuridest kuni ankrupoltide ja naelteni.

Terasest ehituskonstruktsioonide ehitamine on tunduvalt odavam, samuti saab rääkida kõrgemast ehitustariifist. See suurendab märkimisväärselt raua kasutamist ehituses, samas kui tööstus ise võtab kasutusele uued, tõhusamad ja töökindlamad Fe-põhised sulamid.

Raua kasutamine tööstuses

Raua ja selle sulamite – malmi ja terase – kasutamine on kaasaegse tööpinkide, lennukite, instrumentide valmistamise ja muude seadmete valmistamise aluseks. Tänu Fe tsüaniididele ja oksiididele toimib värvi- ja lakitööstus, raudsulfaate kasutatakse veetöötluses. Rasketööstus on täiesti mõeldamatu ilma Fe+C-põhiste sulamite kasutamiseta. Ühesõnaga, raud on asendamatu, kuid samas ligipääsetav ja suhteliselt odav metall, millel on sulamite osana peaaegu piiramatu kasutusala.

Raua kasutamine meditsiinis

Teatavasti sisaldab iga täiskasvanu kuni 4 grammi rauda. See element on äärmiselt oluline keha toimimiseks, eriti vereringesüsteemi tervise jaoks (hemoglobiin punastes verelibledes). On palju rauapõhiseid ravimeid, mis võivad suurendada Fe taset, et vältida rauavaegusaneemia teket.

Raud- metall, mille kasutamisel tööstuses ja igapäevaelus pole praktiliselt piire. Raua osakaal maailma metallitootmises on umbes 95%. Selle, nagu iga teise materjali, kasutamise määravad teatud omadused.

Raud mängis inimtsivilisatsiooni arengus tohutut rolli. Ürginimene hakkas rauast tööriistu kasutama mitu aastatuhandet eKr. Tol ajal olid selle metalli ainsaks allikaks Maale langenud meteoriidid, mis sisaldasid üsna puhast rauda. See tekitas paljude rahvaste seas legende raua taevase päritolu kohta.

2. aastatuhande keskel eKr. Egiptuses valdati rauamaakidest raua ekstraheerimist. Arvatakse, et sellega algas inimkonna ajaloos rauaaeg, mis asendas kivi- ja pronksiaja. Kuid juba 3-4 tuhat aastat tagasi sulatasid Musta mere põhjaosa elanikud - kimmerlased - soomaagist rauda.

Raud pole oma tähtsust kaotanud tänapäevani. See on kaasaegse tehnoloogia kõige olulisem metall. Madala tugevuse tõttu ei kasutata rauda puhtal kujul praktiliselt. Kuid igapäevaelus nimetatakse terasest või malmist tooteid sageli "rauaks". Olulised konstruktsioonimaterjalid – teras ja malm – on ju raua ja süsiniku sulamid. Nendest valmistatakse väga erinevaid esemeid.

Vürst Vladimiri mälestussamba kaheksanurkne postament on ehitatud tellistest ja vooderdatud malmiga.

Brüsseli Aatomiumi hiiglasliku struktuuri prototüüp oli raudkristallvõre mudel. Pärast rekonstrueerimist on Atomium taas avalikkusele avatud. Iga 240 m2 palli esialgne kate valmistati 720 kolmnurksest alumiiniumplaadist. Nüüd on need asendatud 48 roostevabast terasest plaadiga.

Lisaks võib raud olla teiste metallide, näiteks nikli, põhinevate sulamite koostisosa. Magnetsulamid sisaldavad ka rauda.

Luuakse rauapõhised materjalid, mis taluvad kõrget ja madalat temperatuuri, vaakumit ja kõrget rõhku. Nad taluvad edukalt agressiivset keskkonda, vahelduvpinget, radioaktiivset kiirgust jne.

Raua ja selle sulamite tootmine kasvab pidevalt. Need materjalid on universaalsed, tehnoloogiliselt arenenud, ligipääsetavad ja suurtes kogustes odavad. Raua toorainebaas on üsna suur. Juba uuritud rauamaagi varud jätkuvad vähemalt kaheks sajandiks. Seetõttu jääb raud kauaks tsivilisatsiooni "vundamendiks".

Rauda on pikka aega kasutatud kunstilise materjalina Egiptuses, Mesopotaamias ja Indias. Alates keskajast on säilinud arvukalt väga kunstipäraseid rauasulamitest valmistatud tooteid. Kaasaegsed kunstnikud kasutavad laialdaselt ka rauasulameid. Materjal saidilt

Paljude kunstitoodete hulgast ei saa jätta tähelepanuta Mertsalovi palmi - Ukraina meistrite kunstiteost. Selle sepis Aleksei Mertsalov Juzovski metallurgiatehases 1886. aastal. Ta tunnistati Nižni Novgorodis toimunud ülevenemaalise tööstus- ja kunstinäituse Grand Prix vääriliseks. Aastal 1900 sai "Palma Mertsalova" Juzovski tehase ekspositsiooni osana Pariisi maailmanäitusel kõrgeima auhinna.

Ja 21. sajandil. Raske on leida tööstust, mis ei kasutaks rauda. Selle tähtsus ei ole vähenenud paljude metallifunktsioonide üleminekuga keemiatööstuses loodud sünteetilistele materjalidele.

Tunni eesmärgid:

kujundada ettekujutus raua füüsikalistest ja keemilistest omadustest sõltuvalt selle oksüdatsiooniastmest ja oksüdeeriva aine olemusest;
arendada õpilaste teoreetilist mõtlemist ja võimet ennustada aine omadusi, tuginedes teadmistele selle struktuuri kohta;
arendada kontseptuaalset mõtlemist sellistest operatsioonidest nagu analüüs, võrdlemine, üldistamine, süstematiseerimine;
arendada selliseid mõtlemise omadusi nagu objektiivsus, kokkuvõtlikkus ja selgus, enesekontroll ja aktiivsus.

Tunni eesmärgid:

täiendada õpilaste teadmisi teemal: “Aatomi ehitus”;
korraldada õpilaste kollektiivset tööd alates õpiülesande püstitamisest kuni lõpptulemuseni (koostada tunni viiteskeem);
võtta kokku materjal teemal: “Metallid” ning kaaluda raua omadusi ja selle kasutamist;
korraldada iseseisvat uurimistööd paarides raua keemiliste omaduste uurimiseks;
korraldada tunnis õpilaste vastastikust kontrolli.

Tunni tüüp: uue materjali õppimine.

Reaktiivid ja seadmed:

raud (pulber, taldrik, kirjaklamber),
väävel,
vesinikkloriidhape,
vask(II)sulfaat
raudkristallvõre,
mängu plakatid,
magnet,
valik selleteemalisi illustratsioone,
katseklaasid,
alkoholi lamp,
tikud,
lusikas tuleohtlike ainete põletamiseks,
geograafilised kaardid.

Tunni struktuur

Sissejuhatav osa.
Uue materjali õppimine.
Kodutöö sõnum.
Õpitud materjali koondamine.

Tundide ajal

1. Sissejuhatav osa

Aja organiseerimine.

Õpilaste saadavuse kontrollimine.

Tunni teema sõnum. Kirjutage teema tahvlile ja õpilaste vihikutesse.

2. Uue materjali õppimine

– Mis te arvate, mis saab olema meie tänase tunni teema?

1. Raua välimus tähistas rauaaja algust inimtsivilisatsioonis.

Kuulus damaskiteras (või damaskiteras) valmistati idas Aristotelese ajal (IV sajand eKr). Kuid selle valmistamise tehnoloogiat hoiti salajas palju sajandeid.

Unistasin teistsugusest kurbusest
Hallist Damaskuse terasest.
Nägin, kuidas terast karastati
Nagu üks noortest orjadest
Nad valisid ta, toitsid teda,
Et tema liha saaks jõudu.
Ootas tähtpäeva
Ja siis tulikuum tera
Nad sukeldusid lihasesse lihasse,
Valmis tera võeti välja.
Terasest tugevamat pole ida näinud,
Tugevam kui teras ja kibedam kui kurbus.

(Jooniste demonstreerimine.)

Raud on hõbehall metall	Raud on hõbehall metall
Need küüned on valmistatud rauast	Terast kasutatakse autotööstuses
Terast kasutatakse meditsiiniinstrumentide valmistamiseks	Terast kasutatakse vedurite valmistamiseks
	Kõik metallid on korrosioonile alluvad
Kõik metallid on korrosioonile alluvad

2. Raua asend PSHEM-is.

Saame teada raua asukoha PSCEM-is, tuuma laengu ja elektronide jaotuse aatomis.

3. Raua füüsikalised omadused.

– Milliseid raua füüsikalisi omadusi te teate?

4. Raua keemilised omadused.

Millised on teie arvates raua keemilised omadused, tuginedes teie teadmistele metallide keemiliste omaduste kohta?

Katsete demonstreerimine.

Raua koostoime väävliga.

Praktiline töö.

Raua koostoime vesinikkloriidhappega.
Raua koostoime vask(II)sulfaadiga.

5. Raua kasutamine.

Vestlus küsimuste üle:

– Milline on teie arvates raua levik looduses?

Rauamaagid on Maal üsna laialt levinud. Uuralite mägede nimed räägivad enda eest: Vysokaya, Magnitnaya, Zheleznaya. Agrokeemikud leiavad muldadest rauaühendeid.

– Millises vormis raud looduses esineb?

– Milline on raua roll inimeste ja taimede elus?

Nii et samal põhjusel - raua olemasolu mahlades ja kudedes - muutuvad taimede lehed rõõmsalt roheliseks ja inimese põsed õhetavad.

3. Postitage kodumaterjal

14, nt. nr 6, 8, 9 (O.S. Gabrielyani õpiku “Keemia 9” töövihiku alusel, 2003).

4. Õpitud materjali koondamine

Kasutades tahvlile kirjutatud võrdlusskeemi, tehke järeldus: mis on raud ja millised on selle omadused?
Graafiline dikteerimine (ettevalmistada paberilehed, millel on tõmmatud sirgjoon, mis on jagatud 8 segmendiks ja nummerdatud vastavalt dikteerimisküsimustele. Märgi onniga “^” segmendile õigeks peetud positsiooni number).

Valik 1.

Raud on reaktiivne leelismetall.
Rauda on lihtne sepistada.
Raud on osa pronksisulamist.
Raua aatomi välisenergia tasemel on 2 elektroni.
Raud reageerib lahjendatud hapetega.
Halogeenidega moodustab see halogeniide, mille oksüdatsiooniaste on +2.
Raud ei suhtle hapnikuga.
Rauda võib saada sula rauasoola elektrolüüsil.


1	2	3	4	5	6	7	8

2. variant.

Raud on hõbevalge metall.
Raud ei oma magnetiseerumisvõimet.
Raua aatomitel on oksüdeerivad omadused.
Raua aatomi välisel energiatasemel on 1 elektron.
Raud tõrjub vase oma soolade lahustest välja.
Halogeenidega moodustab see ühendeid, mille oksüdatsiooniaste on +3.
Väävelhappe lahusega moodustab see raud(III)sulfaadi.
Raud ei korrodeeru.


1	2	3	4	5	6	7	8

Pärast ülesande täitmist vahetavad õpilased oma töid ja kontrollivad neid (tööde vastused pannakse tahvlile või näidatakse läbi projektori).

Märgistamise kriteeriumid:

"5" – 0 viga,
"4" - 1-2 viga,
"3" – 3-4 viga,
“2” – 5 või enam viga.

Kasutatud Raamatud

Gabrielyan O.S. Keemia 9. klass. – M.: Bustard, 2001.
Gabrielyan O.S. Raamat õpetajatele. – M.: Bustard, 2002.
Gabrielyan O.S. Keemia 9. klass. Töövihik. – M.: Bustard, 2003.
Haridustööstus. Artiklite kokkuvõte. 3. number – M.: MGIU, 2002.
Malõškina V. Meelelahutuslik keemia. – Peterburi, “Trigon”, 2001. a.
Tarkvara ja metoodilised materjalid. Keemia 8-11 klass. – M.: Bustard, 2001.
Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Keemia raamat koduseks lugemiseks. – M.: Keemia, 1995.
Ma lähen keemia klassi. Raamat õpetajatele. – M.: “Esimene september”, 2000.

Rakendused

Kas sa tead seda?

Hematiit

Mineraali nimi pärineb kreeka keelest üksikasjad– veri, mis on seotud selle mineraali pulbri kirsi- või vahapunase värvusega.

Raua keemilised ja füüsikalised omadused

Raua reaktsioon hapnikuga

Raudoksiidide valmistamine

Raua keemilised omadused

Raua hankimine ja kasutamine

1. Sissejuhatav osa

2. Uue materjali õppimine

3. Postitage kodumaterjal

4. Õpitud materjali koondamine

Kasutatud Raamatud

Rakendused

Kas sa tead seda?

Hematiit

Magnetiit

Püriit on tuletaoline mineraal

Lugu

nime päritolu

Isotoobid

Raua geokeemia

Raua geokeemilised omadused

Raua mineraalid

Peamised hoiused

Kviitung

Füüsikalised omadused

Keemilised omadused

Iseloomulikud oksüdatsiooniastmed

Lihtaine omadused

Raud(II) ühendid

Raud(III) ühendid

Raua(VI) ühendid

Rauaühendid VII ja VIII

Rakendus

Raua bioloogiline tähtsus

Märkmed

Allikad (jaotisesse Ajalugu)

Vaata ka

Lingid

Raud: ajalugu

Fe keemilised omadused

Raua kasutamine ehituses

Raua kasutamine tööstuses

Raua kasutamine meditsiinis

1. Sissejuhatav osa

2. Uue materjali õppimine

3. Postitage kodumaterjal

4. Õpitud materjali koondamine

Kasutatud Raamatud

Rakendused

Kas sa tead seda?

Hematiit

Magnetiit

Püriit on tuletaoline mineraal

Rakuorganellide funktsioonid

Algoritm ühiskonnaõpetuse essee kirjutamiseks

Tšernobõli pealtnägijate memuaarides Tšernobõli hirmutavad lood