Երկաթը միջին քիմիական ակտիվության մետաղ է։ Բազմաթիվ միներալների բաղադրիչ է՝ մագնետիտ, հեմատիտ, լիմոնիտ, սիդերիտ, պիրիտ։
Լիմոնիտի նմուշԵրկաթի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները
Նորմալ պայմաններում և իր մաքուր ձևով երկաթը արծաթափայլ մոխրագույն պինդ է, փայլուն մետաղական փայլով: Երկաթը լավ էլեկտրական և ջերմային հաղորդիչ է: Դա կարելի է զգալ սառը սենյակում երկաթե առարկայի վրա հպվելով: Քանի որ մետաղն արագ փոխանցում է ջերմությունը, այն կարճ ժամանակում վերցնում է մարդու մաշկից ջերմության մեծ մասը, ուստի ցուրտը զգացվում է դիպչելիս:
մաքուր երկաթ
Երկաթի հալման ջերմաստիճանը 1538 °C է, եռմանը՝ 2862 °C։ Երկաթի բնորոշ հատկություններն են լավ ճկունությունը և ձուլվելը:
Փոխազդում է պարզ նյութերի հետ՝ թթվածին, հալոգեններ (բրոմ, յոդ, ֆտոր,), ֆոսֆոր, ծծումբ։ Երբ երկաթը այրվում է, առաջանում են մետաղական օքսիդներ։ Կախված ռեակցիայի պայմաններից և երկու մասնակիցների միջև եղած համամասնություններից, երկաթի օքսիդները կարող են տարբեր լինել: Ռեակցիայի հավասարումներ.
2Fe + O2 = 2FeO;
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3;
3Fe + 2O2 = Fe3O4:
Այս ռեակցիաները տեղի են ունենում բարձր ջերմաստիճաններում: դուք կիմանաք, թե երկաթի հատկությունները ուսումնասիրելու ինչ փորձեր կարելի է անել տանը:
Երկաթի արձագանքը թթվածնի հետ
Երկաթի և թթվածնի արձագանքման համար անհրաժեշտ է նախապես տաքացնել։ Երկաթը այրվում է շլացուցիչ բոցով, ցրվում է երկաթի կշեռքի շիկացած մասնիկներ Fe₃O4: Երկաթի և թթվածնի նույն ռեակցիան տեղի է ունենում օդում, երբ մեխանիկական մշակման ժամանակ այն ուժեղ տաքանում է շփման միջոցով։
Երբ երկաթը այրվում է թթվածնի մեջ (կամ օդում), ձևավորվում է երկաթի կշեռք։ Ռեակցիայի հավասարումը.
3Fe + 2O2 = Fe3O4
3Fe + 2O2 = FeO Fe2O3:
Երկաթի օքսիդը միացություն է, որի մեջ երկաթն ունի տարբեր վալենտային արժեքներ։
Երկաթի օքսիդների արտադրություն
Երկաթի օքսիդները թթվածնի հետ երկաթի փոխազդեցության արտադրանք են: Դրանցից ամենահայտնին են FeO, Fe2O3 և Fe3O4։
Երկաթի օքսիդ (III) Fe2O3-ը նարնջագույն-կարմիր փոշի է, որը ձևավորվում է օդում երկաթի օքսիդացման ժամանակ:
Նյութը առաջանում է օդում բարձր ջերմաստիճանում երկաթի աղի քայքայման արդյունքում։ Մի քիչ երկաթ (III) սուլֆատ լցնում են ճենապակյա կարասի մեջ, այնուհետև այն կալցինացնում են գազի այրիչի կրակի վրա։ Ջերմային տարրալուծման ժամանակ երկաթի սուլֆատը քայքայվում է ծծմբի օքսիդի և երկաթի օքսիդի:
Երկաթի օքսիդը (II, III) Fe3O4 առաջանում է թթվածնի կամ օդի մեջ փոշու երկաթի այրման արդյունքում: Օքսիդ ստանալու համար նատրիումի կամ կալիումի նիտրատի հետ խառնված մի փոքր նուրբ երկաթի փոշի լցնում են ճենապակյա կարասի մեջ։ Խառնուրդը վառվում է գազի այրիչով։ Տաքացնելիս կալիումի և նատրիումի նիտրատները քայքայվում են թթվածնի արտազատմամբ։ Թթվածնի մեջ պարունակվող երկաթը այրվում է՝ առաջացնելով Fe3O4 օքսիդ: Այրման ավարտից հետո ստացված օքսիդը մնում է ճենապակյա գավաթի հատակում՝ երկաթի կշեռքի տեսքով։
Ուշադրություն. Մի փորձեք ինքներդ կրկնել այս փորձերը:
Երկաթի (II) օքսիդ FeO-ն սև փոշի է, որն առաջանում է իներտ մթնոլորտում երկաթի օքսալատի տարրալուծման արդյունքում։
- Նշանակումը - Fe (Երկաթե);
- Ժամանակաշրջան - IV;
- Խումբ - 8 (VIII);
- Ատոմային զանգված - 55,845;
- Ատոմային համարը - 26;
- Ատոմի շառավիղ = 126 pm;
- Կովալենտ շառավիղ = 117 pm;
- Էլեկտրոնների բաշխում - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2;
- t հալման = 1535 ° C;
- եռման կետ = 2750 ° C;
- Էլեկտրոնեգատիվություն (ըստ Պաուլինգի / ըստ Ալպրեդի և Ռոխովի) = 1,83 / 1,64;
- Օքսիդացման վիճակը՝ +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
- Խտություն (n.a.) \u003d 7,874 գ / սմ 3;
- Մոլային ծավալը = 7,1 սմ 3 / մոլ:
Երկաթի միացություններ:
Երկաթը երկրակեղևի ամենաառատ մետաղն է (5,1% զանգվածով) ալյումինից հետո։
Երկրի վրա ազատ վիճակում գտնվող երկաթը փոքր քանակությամբ հանդիպում է նագգետների տեսքով, ինչպես նաև ընկած երկնաքարերում։
Արդյունաբերական առումով երկաթը արդյունահանվում է երկաթի հանքաքարի հանքավայրերում՝ երկաթ պարունակող հանքանյութերից՝ մագնիսական, կարմիր, շագանակագույն երկաթի հանքաքարից։
Պետք է ասել, որ երկաթը շատ բնական հանքանյութերի մի մասն է՝ պատճառելով դրանց բնական գույնը։ Հանքանյութերի գույնը կախված է երկաթի իոնների կոնցենտրացիայից և հարաբերակցությունից Fe 2+ /Fe 3+ , ինչպես նաև այդ իոնները շրջապատող ատոմներից։ Օրինակ՝ երկաթի իոնների կեղտերի առկայությունը ազդում է բազմաթիվ թանկարժեք և կիսաթանկարժեք քարերի գույնի վրա՝ տոպազ (գունատ դեղինից կարմիր), շափյուղաներ (կապույտից մինչև մուգ կապույտ), ակվամարիններ (բաց կապույտից մինչև կանաչավուն կապույտ) և այսպես շարունակ։
Երկաթը հայտնաբերվում է կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում, օրինակ՝ չափահաս մարդու օրգանիզմում առկա է մոտ 5 գ երկաթ։ Երկաթը կենսական տարր է, այն սպիտակուցային հեմոգլոբինի մի մասն է, որը մասնակցում է թոքերից հյուսվածքներ և բջիջներ թթվածնի տեղափոխմանը: Մարդու մարմնում երկաթի պակասի դեպքում զարգանում է անեմիա (երկաթի դեֆիցիտի անեմիա):
Բրինձ. Երկաթի ատոմի կառուցվածքը.
Երկաթի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 է (տես Ատոմների էլեկտրոնային կառուցվածքը)։ Այլ տարրերի հետ քիմիական կապերի ձևավորմանը կարող են մասնակցել 2 էլեկտրոններ, որոնք գտնվում են արտաքին 4s մակարդակում + 3d ենթամակարդակի 6 էլեկտրոններ (ընդհանուր 8 էլեկտրոն), հետևաբար, միացություններում երկաթը կարող է ընդունել օքսիդացման վիճակներ +8, +6, +4, +3, +2, +1, (առավել տարածված են +3, +2): Երկաթը միջին քիմիական ակտիվություն ունի։
Բրինձ. Երկաթի օքսիդացման վիճակներ՝ +2, +3:
Երկաթի ֆիզիկական հատկությունները.
- արծաթ-սպիտակ մետաղ;
- իր մաքուր տեսքով բավականին փափուկ և պլաստիկ է;
- ունի լավ ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն:
Երկաթը գոյություն ունի չորս մոդիֆիկացիաների տեսքով (դրանք տարբերվում են բյուրեղային ցանցի կառուցվածքով). α-երկաթ; β-երկաթ; γ-երկաթ; δ-երկաթ.
Երկաթի քիմիական հատկությունները
- արձագանքում է թթվածնի հետ՝ կախված ջերմաստիճանից և թթվածնի կոնցենտրացիայից, կարող են առաջանալ տարբեր ապրանքներ կամ երկաթի օքսիդացման արտադրանքի խառնուրդ (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4).
3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4; - երկաթի օքսիդացում ցածր ջերմաստիճաններում.
4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3; - արձագանքում է ջրի գոլորշու հետ.
3Fe + 4H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2; - Նյութի մանր մանրացված երկաթը արձագանքում է ծծմբով և քլորով տաքացնելիս (երկաթի սուլֆիդ և քլորիդ).
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3; - բարձր ջերմաստիճաններում արձագանքում է սիլիցիումի, ածխածնի, ֆոսֆորի հետ.
3Fe + C = Fe 3 C; - այլ մետաղների և ոչ մետաղների հետ երկաթը կարող է համաձուլվածքներ առաջացնել.
- երկաթը նրանց աղերից տեղահանում է պակաս ակտիվ մետաղները.
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu; - նոսր թթուներով երկաթը գործում է որպես վերականգնող նյութ՝ առաջացնելով աղեր.
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2; - նոսր ազոտաթթվի հետ երկաթը ձևավորում է թթվայնացման տարբեր արգասիքներ՝ կախված կոնցենտրացիայից (N 2, N 2 O, NO 2):
Երկաթի ձեռքբերում և օգտագործում
Ստացվում է արդյունաբերական երկաթ հալեցումչուգուն և պողպատ:
Չուգունը երկաթի համաձուլվածք է՝ սիլիցիումի, մանգանի, ծծմբի, ֆոսֆորի, ածխածնի խառնուրդներով։ Չուգունում ածխածնի պարունակությունը գերազանցում է 2%-ը (պողպատում՝ 2%-ից պակաս):
Մաքուր երկաթը ստացվում է.
- չուգունից պատրաստված թթվածնի փոխարկիչներում;
- երկաթի օքսիդների նվազեցում ջրածնով և երկվալենտ ածխածնի երկօքսիդով;
- համապատասխան աղերի էլեկտրոլիզ.
Չուգունը ստացվում է երկաթի հանքաքարերից՝ երկաթի օքսիդների վերականգնմամբ։ Խոզի երկաթը հալեցնում են շիկացած վառարաններում։ Կոկը օգտագործվում է որպես ջերմության աղբյուր պայթեցման վառարանում:
Պայթուցիկ վառարանը մի քանի տասնյակ մետր բարձրությամբ շատ բարդ տեխնիկական կառույց է։ Այն շարված է հրակայուն աղյուսներից և պաշտպանված է արտաքին պողպատե պատյանով։ 2013 թվականի դրությամբ Հարավային Կորեայում POSCO պողպատե ընկերության կողմից կառուցվել է ամենամեծ պայթուցիկ վառարանը Կվանգյան քաղաքի մետալուրգիական գործարանում (արդիականացումից հետո վառարանի ծավալը 6000 խորանարդ մետր էր՝ տարեկան 5,700,000 տոննա հզորությամբ):
Բրինձ. Պայթուցիկ վառարան.
Երկաթի հալման գործընթացը պայթուցիկ վառարանում շարունակվում է մի քանի տասնամյակ շարունակ, մինչև վառարանը հասնում է իր կյանքի ավարտին:
Բրինձ. Երկաթի հալման գործընթացը պայթուցիկ վառարանում.
- հարստացված հանքաքարերը (մագնիսական, կարմիր, շագանակագույն երկաթի հանքաքար) և կոքսը լցվում են պայթուցիկ վառարանի վերին մասում գտնվող վերևի միջով.
- ածխածնի երկօքսիդի (II) ազդեցության տակ հանքաքարից երկաթի վերականգնման գործընթացները ընթանում են պայթուցիկ վառարանի (լիսեռի) միջին մասում 450-1100 ° C ջերմաստիճանում (երկաթի օքսիդները վերածվում են մետաղի).
- 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
- 600°C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
- 800 ° C - FeO + CO = Fe + CO 2;
- երկաթի օքսիդի մի մասը կրճատվում է կոքսով` FeO + C = Fe + CO:
- Զուգահեռաբար տեղի է ունենում սիլիցիումի և մանգանի օքսիդների նվազման գործընթաց (ներառված է երկաթի հանքաքարի մեջ կեղտաջրերի տեսքով), սիլիցիումը և մանգանը հալվող խոզի երկաթի մի մասն են.
- SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
- Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO:
- Կրաքարի ջերմային տարրալուծման ժամանակ (ներմուծված պայթուցիկ վառարան) առաջանում է կալցիումի օքսիդ, որը փոխազդում է հանքաքարում պարունակվող սիլիցիումի և ալյումինի օքսիդների հետ.
- CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
- 1100°C-ում երկաթի կրճատման գործընթացը դադարում է.
- լիսեռից ներքև կա գոլորշի սենյակ, պայթուցիկ վառարանի ամենալայն մասը, որի տակ կա մի ուս, որի մեջ այրվում է կոքս և ձևավորվում են հեղուկ ձուլման արտադրանքներ՝ չուգուն և խարամ, որոնք կուտակվում են վառարանի հենց հատակում։ - օջախ;
- օջախի վերին մասում 1500°C ջերմաստիճանի դեպքում փչված օդի շիթում տեղի է ունենում կոքսի ինտենսիվ այրում՝ C + O 2 = CO 2 ;
- անցնելով տաք կոքսով, ածխածնի մոնօքսիդը (IV) վերածվում է ածխածնի մոնօքսիդի (II), որը երկաթի վերականգնող նյութ է (տես վերևում). CO 2 + C \u003d 2CO;
- Կալցիումի սիլիկատներից և ալյումինոսիլիկատներից ձևավորված խարամները գտնվում են չուգունի վերևում՝ պաշտպանելով այն թթվածնի ազդեցությունից.
- օջախի տարբեր մակարդակներում տեղակայված հատուկ բացվածքների միջոցով չուգուն և խարամ դուրս են գալիս դրսում.
- Խոզի երկաթի մեծ մասը գնում է հետագա վերամշակման՝ պողպատի ձուլման։
Պողպատը ձուլվում է չուգունից և մետաղի ջարդոնից՝ փոխարկիչ եղանակով (բաց օջախն արդեն հնացած է, թեև դեռ օգտագործվում է) կամ էլեկտրական հալեցմամբ (էլեկտրական վառարաններում, ինդուկցիոն վառարաններում)։ Գործընթացի էությունը (երկաթի վերամշակումը) ածխածնի և այլ կեղտերի կոնցենտրացիան նվազեցնելն է թթվածնով օքսիդացման միջոցով:
Ինչպես նշվեց վերևում, պողպատում ածխածնի կոնցենտրացիան չի գերազանցում 2% -ը: Դրա շնորհիվ պողպատը, ի տարբերություն չուգունի, բավականին հեշտ է կեղծվում և գլորվում, ինչը հնարավորություն է տալիս դրանից բարձր կարծրությամբ և ամրությամբ տարբեր ապրանքներ արտադրել։
Պողպատի կարծրությունը կախված է ածխածնի պարունակությունից (որքան շատ ածխածին, այնքան ավելի կոշտ է պողպատը) որոշակի պողպատի դասակարգման և ջերմային մշակման պայմաններում: Կոփման ժամանակ (դանդաղ սառեցում) պողպատը դառնում է փափուկ. երբ մարվում է (արագ սառչում), պողպատը դառնում է շատ կոշտ:
Պողպատին ցանկալի հատուկ հատկություններ տալու համար դրան ավելացվում են լեգիրող հավելումներ՝ քրոմ, նիկել, սիլիցիում, մոլիբդեն, վանադիում, մանգան և այլն։
Չուգունը և պողպատը կարևորագույն կառուցվածքային նյութերն են ազգային տնտեսության ոլորտների ճնշող մեծամասնության մեջ:
Երկաթի կենսաբանական դերը.
- չափահաս մարդու մարմինը պարունակում է մոտ 5 գ երկաթ;
- երկաթը կարևոր դեր է խաղում արյունաստեղծ օրգանների աշխատանքի մեջ.
- երկաթը շատ բարդ սպիտակուցային համալիրների մի մասն է (հեմոգլոբին, միոգլոբին, տարբեր ֆերմենտներ):
Դասի նպատակները.
- պատկերացում կազմել երկաթի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների մասին՝ կախված դրա օքսիդացման աստիճանից և օքսիդացնող նյութի բնույթից.
- զարգացնել ուսանողների տեսական մտածողությունը և նյութի հատկությունները կանխատեսելու նրանց կարողությունը՝ հիմնվելով դրա կառուցվածքի իմացության վրա.
- զարգացնել այնպիսի գործողությունների հայեցակարգային մտածողություն, ինչպիսիք են վերլուծությունը, համեմատությունը, ընդհանրացումը, համակարգումը.
- զարգացնել մտածողության այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են օբյեկտիվությունը, հակիրճությունը և հստակությունը, ինքնատիրապետումը և ակտիվությունը:
Դասի նպատակները.
- թարմացնել ուսանողների գիտելիքները «Ատոմի կառուցվածքը» թեմայով;
- կազմակերպել ուսանողների կոլեկտիվ աշխատանքը ուսուցման առաջադրանք դնելուց մինչև վերջնական արդյունք (կազմել դասի տեղեկատու դիագրամ);
- ամփոփել նյութը «Մետաղներ» թեմայով և դիտարկել երկաթի հատկությունները և դրա կիրառումը.
- կազմակերպել անկախ հետազոտական աշխատանք զույգերով՝ երկաթի քիմիական հատկությունները ուսումնասիրելու համար.
- դասասենյակում կազմակերպել ուսանողների փոխադարձ վերահսկողություն.
Դասի տեսակը.նոր նյութ սովորելը.
Ռեակտիվներ և սարքավորումներ.
- երկաթ (փոշի, ափսե, թղթի սեղմիչ),
- ծծումբ,
- աղաթթու,
- պղնձի (II) սուլֆատ,
- երկաթե բյուրեղյա վանդակ,
- խաղի պաստառներ,
- մագնիս,
- թեմայի վերաբերյալ նկարազարդումների ընտրություն,
- փորձանոթներ,
- հոգու լամպ,
- լուցկի,
- այրվող նյութեր այրելու գդալ,
- աշխարհագրական քարտեզներ.
Դասի կառուցվածքը
- Ներածական մաս.
- Նոր նյութ սովորելը.
- Տնային աշխատանքի հաղորդագրություն.
- Ուսումնասիրված նյութի համախմբում.
Դասերի ժամանակ
1. Ներածություն
Կազմակերպման ժամանակ.
Ստուգում ուսանողների համար:
Դասի թեման. Թեման գրեք գրատախտակին և սովորողների տետրերում:
2. Նոր նյութի ուսուցում
Ի՞նչ եք կարծում, ո՞րն է լինելու մեր այսօրվա դասի թեման:
1. Երկաթի տեսքըմարդկային քաղաքակրթության մեջ նշանավորվեց երկաթի դարաշրջանի սկիզբը:
Որտեղի՞ց էին հնագույն մարդիկ ձեռք բերել երկաթը այն ժամանակ, երբ դեռ չգիտեին, թե ինչպես այն հանել հանքաքարից: Երկաթը, թարգմանված շումերերենից, մետաղ է «երկնքից իջած, դրախտային»: Առաջին երկաթը, որին հանդիպեց մարդկությունը, երկաթն էր երկնաքարերից: Նա առաջին անգամ ապացուցեց, որ «երկնքից երկաթե քարեր են ընկնում», 1775 թվականին ռուս գիտնական Պ.Ս. Պալասը, որը Սանկտ Պետերբուրգ է բերել հայրենի երկաթե երկնաքարի բլոկ՝ 600 կգ քաշով։ Ամենամեծ երկաթե երկնաքարը «Գոբա» երկնաքարն է, որը հայտնաբերվել է 1920 թվականին Հարավարևմտյան Աֆրիկայում և կշռում է մոտ 60 տոննա։ Հիշենք Թութանհամոնի գերեզմանը՝ ոսկի, ոսկի։ Հոյակապ աշխատանքը հրճվում է, փայլը կուրացնում է աչքերը։ Բայց ահա թե ինչ է գրում Կ. Քերրամը «Աստվածներ, դամբարաններ, գիտնականներ» գրքում Թութանհամոնի փոքրիկ երկաթյա ամուլետի մասին. ամենամեծ արժեքը մշակույթի պատմության տեսանկյունից»: Փարավոնի դամբարանում հայտնաբերվել են միայն մի քանի երկաթյա իրեր, որոնցից է Հորուս աստծո երկաթե ամուլետը, երկաթե շեղբով և ոսկե բռնակով փոքրիկ դաշույն, «Ուրս» փոքրիկ երկաթե նստարան:
Գիտնականները ենթադրում են, որ հենց Փոքր Ասիայի երկրներն էին, որտեղ ապրում էին խեթական ցեղերը, որտեղ հայտնվել է սեւ մետալուրգիան։ Երկաթը Եվրոպա է եկել Փոքր Ասիայից դեռ մ.թ.ա. 1-ին հազարամյակում; Այսպիսով սկսվեց երկաթի դարը Եվրոպայում:
Դամասկոսի հայտնի պողպատը (կամ դամասկոսի պողպատը) պատրաստվել է Արևելքում դեռ Արիստոտելի ժամանակներում (մ.թ.ա. 4-րդ դար): Բայց դրա արտադրության տեխնոլոգիան երկար դարեր գաղտնի էր պահվում։
Ես երազում էի մի ուրիշ տխրության մասին
Մոխրագույն Դամասկոսի պողպատի մասին.
Ես տեսա պողպատե բնավորությունը
Որպես երիտասարդ ստրուկներից մեկը
Ընտրեց, կերակրեց նրան,
Այնպես որ նրա ուժի մարմինը հավաքագրվեց:
Սպասում է ժամկետի
Եվ հետո տաք սայր
Ընկղմված մկանուտ մսի մեջ
Նրանք հանեցին պատրաստի շեղբը։
Պողպատից ուժեղ, չտեսա Արևելքը,
Ավելի ուժեղ, քան պողպատը և ավելի դառը, քան վիշտը:
Քանի որ Դամասկոսի պողպատը շատ բարձր կարծրություն և առաձգականություն ունեցող պողպատ է, դրանից պատրաստված արտադրանքը կարող է չբութանալ, երբ կտրուկ սրվում է: Դամասկոսի պողպատի գաղտնիքը բացահայտել է ռուս մետալուրգ Պ.Պ. Անոսովը։ Նա շատ դանդաղ սառեցրեց տաք պողպատը որոշակի ջերմաստիճանի տաքացված տեխնիկական յուղի հատուկ լուծույթում; սառեցման գործընթացում պողպատը կեղծվել է:
(Նկարների ցուցադրում):
Երկաթ - արծաթագույն մոխրագույն մետաղ |
 Երկաթ - արծաթագույն մոխրագույն մետաղ |
 Այս եղունգները պատրաստված են երկաթից |
 Պողպատը օգտագործվում է ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ |
 Պողպատն օգտագործվում է բժշկական գործիքներ պատրաստելու համար |
 Պողպատը օգտագործվում է լոկոմոտիվներ պատրաստելու համար |
 |
 Բոլոր մետաղները ենթակա են կոռոզիայի |
|
|
|
2. Երկաթի դիրքը ՊՍՇԵՄ-ում.
Մենք պարզում ենք երկաթի դիրքը PSCM-ում, միջուկի լիցքը և էլեկտրոնների բաշխումը ատոմում։
3. Երկաթի ֆիզիկական հատկությունները.
Երկաթի ի՞նչ ֆիզիկական հատկություններ գիտեք:
Երկաթը արծաթափայլ, սպիտակ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը 1539 o C է։ Այն շատ ճկուն է, հետևաբար հեշտությամբ մշակվում է, դարբնվում, գլորվում, դրոշմվում։ Երկաթը ունի մագնիսացման և ապամագնիսացման հատկություն, հետևաբար այն օգտագործվում է որպես էլեկտրամագնիսների միջուկներ տարբեր էլեկտրական մեքենաներում և ապարատներում։ Այն կարող է ավելի մեծ ամրություն և կարծրություն ստանալ ջերմային և մեխանիկական գործողության մեթոդներով, օրինակ՝ մարման և գլորման միջոցով։
Կան քիմիապես մաքուր և տեխնիկապես մաքուր երկաթ։ Տեխնիկապես մաքուր երկաթը, փաստորեն, ցածր ածխածնային պողպատ է, այն պարունակում է 0,02-0,04% ածխածին, և նույնիսկ ավելի քիչ թթվածին, ծծումբ, ազոտ և ֆոսֆոր: Քիմիապես մաքուր երկաթը պարունակում է 0,01%-ից պակաս կեղտեր: քիմիապես մաքուր երկաթարծաթափայլ մոխրագույն, փայլուն, արտաքին տեսքով շատ նման է պլատինե մետաղին: Քիմիապես մաքուր երկաթը դիմացկուն է կոռոզիայից (հիշեք, թե ինչ է կոռոզիան. քայքայիչ մեխի ցուցադրում) և լավ դիմադրում է թթուներին: Այնուամենայնիվ, կեղտերի աննշան բաժինները զրկում են նրան այս թանկարժեք հատկություններից:
4. Երկաթի քիմիական հատկությունները.
Ելնելով մետաղների քիմիական հատկությունների մասին գիտելիքներից՝ ի՞նչ եք կարծում, ինչպիսի՞ն կլինեն երկաթի քիմիական հատկությունները:
Փորձառությունների ցուցադրում.
- Երկաթի փոխազդեցությունը ծծմբի հետ.
Գործնական աշխատանք.
- Երկաթի փոխազդեցությունը աղաթթվի հետ.
- Երկաթի փոխազդեցությունը պղնձի (II) սուլֆատի հետ:
5. Երկաթի օգտագործումը.
Զրույց.
-Ինչպե՞ս եք պատկերացնում, ինչպիսի՞ն է երկաթի բաշխվածությունը բնության մեջ:
Երկաթը բնության մեջ ամենատարածված տարրերից մեկն է: Երկրակեղևում նրա զանգվածային բաժինը կազմում է 5,1%, ըստ այս ցուցանիշի՝ այն զիջում է միայն թթվածինին, սիլիցիումին և ալյումինին։ Շատ երկաթ է հայտնաբերվել նաև երկնային մարմիններում, ինչը հաստատվում է սպեկտրային վերլուծության տվյալների հիման վրա։ Լուսնի հողի նմուշներում, որոնք առաքվել են «Լունա» ավտոմատ կայանի կողմից, երկաթ է հայտնաբերվել չօքսիդացված վիճակում։
Երկաթի հանքաքարերը բավականին տարածված են Երկրի վրա։ Ուրալի լեռների անունները խոսում են իրենց մասին՝ Բարձր, Մագնիսական, Երկաթե: Գյուղատնտեսական քիմիկոսները հողերում գտնում են երկաթի միացություններ։
Ի՞նչ ձևով է երկաթը հայտնվում բնության մեջ:
Երկաթը հանդիպում է ժայռերի մեծ մասում: Երկաթ ստանալու համար օգտագործվում են 30-70% և ավելի երկաթի պարունակությամբ երկաթի հանքաքարեր։ Երկաթի հիմնական հանքաքարերն են՝ մագնիտիտ - Fe 3 O 4 պարունակում է 72% երկաթ, հանքավայրեր են հայտնաբերվել Հարավային Ուրալում, Կուրսկի մագնիսական անոմալիա; հեմատիտ - Fe 2 O 3 պարունակում է մինչև 65% երկաթ, այդպիսի հանքավայրեր հայտնաբերված են Կրիվոյ Ռոգի շրջանում; լիմոնիտ - Fe 2 O 3 * nH 2 O պարունակում է մինչև 60% երկաթ, հանքավայրեր հայտնաբերված են Ղրիմում; պիրիտը - FeS 2-ը պարունակում է մոտավորապես 47% երկաթ, հանքավայրեր հայտնաբերված են Ուրալում: (Աշխատանք ուրվագծային քարտեզների հետ):
Ո՞րն է երկաթի դերը մարդու և բույսերի կյանքում:
Կենսաքիմիկոսները հայտնաբերել են երկաթի կարևոր դերը բույսերի, կենդանիների և մարդկանց կյանքում: Լինելով հեմոգլոբին կոչվող չափազանց բարդ օրգանական միացության մաս՝ երկաթը որոշում է այս նյութի կարմիր գույնը, որն իր հերթին որոշում է մարդկանց և կենդանիների արյան գույնը։ Հասուն մարդու օրգանիզմը պարունակում է 3 գ մաքուր երկաթ, որի 75%-ը հեմոգլոբինի մի մասն է։ Հեմոգլոբինի հիմնական դերը թթվածնի փոխանցումն է թոքերից հյուսվածքներ, իսկ հակառակ ուղղությամբ՝ CO 2։
Բույսերը նույնպես երկաթի կարիք ունեն։ Մտնում է ցիտոպլազմայի կազմի մեջ, մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին։ Երկաթե չպարունակող հիմքի վրա աճեցված բույսերը ունեն սպիտակ տերևներ: Ենթաշերտին երկաթի մի փոքր հավելում, և դրանք դառնում են կանաչ: Ավելին, արժե սպիտակ թերթիկը քսել երկաթ պարունակող աղի լուծույթով, և շուտով քսված տեղը կանաչում է։
Այսպիսով, նույն պատճառով՝ հյութերի և հյուսվածքների մեջ երկաթի առկայությունից, բույսերի տերևներն ուրախ կանաչում են, իսկ մարդու այտերը վառ կարմրում։
Մարդկության կողմից օգտագործվող մետաղների մոտավորապես 90%-ը երկաթի հիմքով համաձուլվածքներ են։ Աշխարհում շատ երկաթ կա ձուլված, մոտ 50 անգամ ավելի շատ, քան ալյումինը, էլ չեմ խոսում այլ մետաղների մասին։ Երկաթի վրա հիմնված համաձուլվածքները ունիվերսալ են, տեխնոլոգիապես առաջադեմ, մատչելի և էժան: Երկաթը վաղուց պետք է լինի քաղաքակրթության հիմքը:
3. Տեղադրեք տնային իրերը
14, նախկին. Թիվ 6, 8, 9 (ըստ Օ.Ս. Գաբրիելյանի «Քիմիա 9» դասագրքի աշխատանքային գրքույկի, 2003 թ.):
4. Ուսումնասիրված նյութի համախմբում
- Օգտագործելով գրատախտակին գրված հղման գծապատկերը՝ եզրակացություն արեք՝ ի՞նչ է երկաթը և ի՞նչ հատկություններ ունի։
- Գրաֆիկական թելադրություն (նախապես պատրաստել գծված ուղիղ գծով թռուցիկներ՝ բաժանված 8 հատվածի և համարակալված ըստ թելադրության հարցերի։ Հատվածի վրա «^» տնակով նշել ճիշտ համարվող դիրքի թիվը)։
Տարբերակ 1.
- Երկաթը ակտիվ ալկալիական մետաղ է:
- Երկաթը հեշտությամբ կեղծվում է:
- Երկաթը բրոնզե համաձուլվածքի մի մասն է:
- Երկաթի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը ունի 2 էլեկտրոն։
- Երկաթը փոխազդում է նոսր թթուների հետ։
- Հալոգենների հետ առաջացնում է հալոգենիդներ՝ +2 օքսիդացման աստիճանով։
- Երկաթը չի փոխազդում թթվածնի հետ։
- Երկաթը կարելի է ձեռք բերել նրա աղի հալվածքի էլեկտրոլիզով։
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Տարբերակ 2.
- Երկաթը արծաթագույն-սպիտակ մետաղ է։
- Երկաթը մագնիսանալու հատկություն չունի։
- Երկաթի ատոմները ցուցաբերում են օքսիդացնող հատկություն։
- Երկաթի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը ունի 1 էլեկտրոն։
- Երկաթը տեղահանում է պղնձը իր աղերի լուծույթներից:
- Հալոգենների հետ առաջացնում է +3 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ։
- Ծծմբաթթվի լուծույթով ձևավորում է երկաթի սուլֆատ (III):
- Երկաթը չի կորոզիայի ենթարկվում։
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Առաջադրանքը կատարելուց հետո սովորողները փոխում են իրենց աշխատանքը և ստուգում այն (աշխատանքի պատասխանները փակցվում են գրատախտակին, կամ ցուցադրվում են պրոյեկտորի միջոցով):
Նշման չափանիշներ.
- «5» - 0 սխալ,
- «4» - 1-2 սխալ,
- «3» - 3-4 սխալ,
- «2» - 5 կամ ավելի սխալ:
Օգտագործված գրքեր
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան. - Մ.: Բուստարդ, 2001:
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Գիրք ուսուցչի համար. - Մ.: Բուստարդ, 2002 թ.
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան. Աշխատանքային տետր. - Մ.: Բուստարդ, 2003:
- Կրթական արդյունաբերություն. Հոդվածների ամփոփում. Թողարկում 3. - M .: MGIU, 2002 թ.
- Մալիշկինա Վ. Զվարճալի քիմիա. - Սանկտ Պետերբուրգ, «Տրիգոն», 2001 թ.
- Ծրագրային-մեթոդական նյութեր. Քիմիա 8-11 դասարաններ. - Մ.: Բուստարդ, 2001:
- Ստեպին Բ.Դ., Ալիկբերովա Լ.Յու. Քիմիայի գիրք տնային ընթերցանության համար. - Մ.: Քիմիա, 1995:
- Ես գնում եմ քիմիայի դասի։ Գիրք ուսուցչի համար. – Մ.: «Առաջին սեպտեմբերի», 2000 թ.
Դիմումներ
Դու գիտես դա?
Երկաթ կյանքի ամենակարևոր տարրերից մեկն է: Արյունը պարունակում է երկաթ, և հենց երկաթն է որոշում արյան գույնը, ինչպես նաև նրա հիմնական հատկությունը՝ թթվածին կապելու և արձակելու ունակությունը։ Այս ունակությունն ունի բարդ միացություն՝ հեմը՝ հեմոգլոբինի մոլեկուլի անբաժանելի մասը։ Բացի հեմոգլոբինից, երկաթը մեր օրգանիզմում կա նաև միոգլոբինում՝ սպիտակուց, որը մկաններում թթվածին է կուտակում: Կան նաև երկաթ պարունակող ֆերմենտներ։
Հնդկաստանի Դելի քաղաքի մոտակայքում կա երկաթե սյուն՝ առանց ժանգի չնչին կետի, թեև դրա տարիքը գրեթե 2800 տարի է։ Սա հայտնի Կուտուբ սյունն է՝ մոտ յոթ մետր բարձրությամբ և 6,5 տոննա քաշով, սյունակի վրա գրված է, որ այն կանգնեցվել է 9-րդ դարում։ մ.թ.ա ե. Երկաթի ժանգոտումը` երկաթի մետահիդրօքսիդի առաջացումը, կապված է խոնավության և մթնոլորտային թթվածնի հետ դրա փոխազդեցության հետ:
Այնուամենայնիվ, այս ռեակցիան, երկաթի, և հիմնականում ածխածնի, սիլիցիումի և ծծմբի տարբեր կեղտերի բացակայության դեպքում, չի ընթանում: Սյունը շատ մաքուր մետաղից էր՝ սյունակի երկաթը 99,72% էր։ Սա բացատրում է դրա ամրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը:
1934 թվականին «Մայնինգ ժուռնալում» հայտնվեց հոդված՝ «Երկաթի և պողպատի բարելավում ... գետնին ժանգոտելով»։ Երկրի մեջ ժանգոտվելու միջոցով երկաթը պողպատի վերածելու եղանակը մարդկանց հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Օրինակ՝ Կովկասում չերքեզները քերթված երկաթը թաղում էին հողի մեջ և 10-15 տարի հետո այն փորելուց հետո, դրանից իրենց թուրերը կեղծում էին, որոնք նույնիսկ կարող էին կտրել ատրճանակի փողը, վահանը և թշնամու ոսկորները։
Հեմատիտ
Հեմատիտ կամ կարմիր երկաթի հանքաքար - մեր ժամանակի հիմնական մետաղի հիմնական հանքաքարը՝ երկաթը։ Դրանում երկաթի պարունակությունը հասնում է 70%-ի։ Հեմատիտը հայտնի է վաղուց: Բաբելոնում և Հին Եգիպտոսում այն օգտագործվում էր ոսկերչության մեջ, կնիքների պատրաստման համար, քաղկեդոնի հետ միասին, որպես փորագրված քարի սիրելի նյութ: Ալեքսանդր Մակեդոնացին ուներ հեմատիտով մատանի, որը, նրա կարծիքով, անխոցելի էր դարձնում մարտերում: Հնում և միջնադարում հեմատիտը հայտնի էր որպես արյունը դադարեցնող դեղամիջոց։ Այս հանքանյութի փոշին հնագույն ժամանակներից օգտագործվել է ոսկու և արծաթի արտադրանքի համար:
Հանքանյութի անվանումը գալիս է հունարենից դետա- արյուն, որը կապված է այս հանքանյութի փոշու բալի կամ մոմ կարմիր գույնի հետ:
Հանքանյութի կարևոր հատկանիշը գույնը պահպանելու և այն այլ հանքանյութեր փոխանցելու ունակությունն է, որոնց մեջ մտնում է հեմատիտի առնվազն մի փոքր խառնուրդ: Սուրբ Իսահակի տաճարի գրանիտե սյուների վարդագույն գույնը ֆելդսպարի գույնն է, որոնք իրենց հերթին ներկված են նուրբ փոշիացված հեմատիտով։ Մայրաքաղաքի մետրոյի կայարանների ձևավորման մեջ օգտագործված հասպիսի գեղատեսիլ նախշերը, Ղրիմի նարնջագույն և վարդագույն եղջյուրները, սիլվինի և կարնալիտի մարջանագույն միջաշերտերը աղի շերտերում, բոլորն իրենց գույնը պարտական են հեմատիտին:
Կարմիր ներկը վաղուց պատրաստվել է հեմատիտից: 15-20 հազար տարի առաջ արված բոլոր հայտնի որմնանկարները՝ Ալտամիրայի քարանձավի հրաշալի բիզոնը և հայտնի Քեյփ քարանձավի մամոնտները, պատրաստված են ինչպես շագանակագույն օքսիդներով, այնպես էլ երկաթի հիդրօքսիդներով:
Մագնետիտ
Մագնետիտ կամ մագնիսական երկաթի հանքաքար - 72% երկաթ պարունակող հանքանյութ: Այն ամենահարուստ երկաթի հանքաքարն է։ Այս հանքանյութի ուշագրավը նրա բնական մագնիսականությունն է՝ այն հատկությունը, որի շնորհիվ այն հայտնաբերվել է։
Ըստ հռոմեացի գիտնական Պլինիոսի՝ մագնետիտը ստացել է հունական հովիվ Մագնեսի անունը։ Մագնեսն արածեց երամակը գետի վերևում գտնվող բլրի մոտ։ Հինդուիզմը Թեսալիայում. Հանկարծ երկաթե ծայրով և մեխերով շարված սանդալներով գավազանը գրավեց իրեն մի լեռ, որը կազմված էր ամուր մոխրագույն քարից։ Միներալային մագնիտիտն իր հերթին անվանել է մագնիսը, մագնիսական դաշտը և մագնիսականության ողջ առեղծվածային ֆենոմենը, որը մանրակրկիտ ուսումնասիրվել է Արիստոտելի ժամանակներից մինչև մեր օրերը։
Այս հանքանյութի մագնիսական հատկությունները մինչ օրս օգտագործվում են հիմնականում հանքավայրերի որոնման համար: Ահա թե ինչպես են հայտնաբերվել երկաթի եզակի հանքավայրեր Կուրսկի մագնիսական անոմալիա (KMA) տարածքում: Հանքանյութը ծանր է՝ մագնիտիտի խնձորի չափի նմուշը կշռում է 1,5 կգ։
Հին ժամանակներում մագնիտիտն օժտված էր բոլոր տեսակի բուժիչ հատկություններով և հրաշքներ գործելու ունակությամբ: Այն օգտագործվում էր վերքերից մետաղ հանելու համար, և Իվան Ահեղը իր գանձերի մեջ, այլ քարերի հետ միասին, պահում էր իր աննկատ բյուրեղները:
Պիրիտը կրակի նման հանքանյութ է։
Պիրիտ - Այդ հանքանյութերից մեկը, որը տեսնելով ուզում ես բացականչել. «Իսկապե՞ս այդպես է»: Դժվար է հավատալ, որ կտրման և փայլեցման ամենաբարձր դասը, որը մեզ հարվածում է տեխնածին արտադրանքներում, պիրիտի բյուրեղներում, բնության առատաձեռն նվերն է:
Պիրիտը ստացել է իր անվանումը հունարեն «pyros» բառից՝ կրակ, որը կապված է պողպատե առարկաների հարվածների դեպքում կայծ տալու իր հատկության հետ: Այս գեղեցիկ հանքանյութը հարվածում է ոսկեգույն գույնով, վառ փայլով գրեթե միշտ մաքուր եզրերին: Իր հատկությունների շնորհիվ պիրիտը հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից, և ոսկու տենդի համաճարակների ժամանակ պիրիտը կայծեր է քվարցային երակով մեկից ավելի տաք գլուխ: Նույնիսկ հիմա, սկսնակ քարասերները հաճախ պիրիտը շփոթում են ոսկու հետ:
Պիրիտը ամենուր առկա հանքանյութ է. այն առաջանում է մագմայից, գոլորշիներից և լուծույթներից և նույնիսկ նստվածքներից, ամեն անգամ հատուկ ձևերով և համակցություններով: Հայտնի է դեպք, երբ մի քանի տասնամյակների ընթացքում հանքափոր ընկած հանքափորի մարմինը վերածվել է պիրիտի։ Պիրիտում երկաթը շատ է՝ 46,5%, սակայն դրա արդյունահանումը թանկ է ու անշահավետ։
Պատմություն
Երկաթը որպես գործիքային նյութ հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Հնագիտական պեղումների ժամանակ հայտնաբերված ամենահին երկաթյա արտադրանքները թվագրվում են մ.թ.ա. 4-րդ հազարամյակին: ե. և պատկանում են հին շումերական և հին եգիպտական քաղաքակրթություններին: Դրանք պատրաստված են երկնաքարային երկաթից, այսինքն՝ երկաթի և նիկելի համաձուլվածքից (վերջինիս պարունակությունը տատանվում է 5-30%), եգիպտական դամբարանների զարդերից (մ.թ.ա. մոտ 3800թ.) և շումերական Ուր քաղաքի դաշույնից (մոտ. 3100 մ.թ.ա.) ե.): Ըստ երևույթին, հունարեն և լատիներեն երկաթի անվանումներից մեկը գալիս է երկնաքարային երկաթի երկնային ծագումից՝ «սիդեր» (որ նշանակում է «աստղային»):
Հալման արդյունքում ստացված երկաթից ստացված մթերքները հայտնի են դեռևս Եվրոպայից Ասիա, Միջերկրական ծովի կղզիներ և դրանից դուրս արիական ցեղերի բնակեցման ժամանակներից (մ.թ.ա. 4-րդ և 3-րդ հազարամյակի վերջ): Հայտնի ամենահին երկաթե գործիքները պողպատե շեղբերն են, որոնք հայտնաբերվել են Եգիպտոսի Քեոպսի բուրգի որմնադրությանը (կառուցվել է մոտ մ.թ.ա. 2530 թվականին): Ինչպես ցույց են տվել Նուբիական անապատի պեղումները, արդեն այդ օրերին եգիպտացիները փորձում էին առանձնացնել արդյունահանված ոսկին ծանր մագնիտիտ ավազից, թեփով կալցինացված հանքաքարից և ածխածին պարունակող նմանատիպ նյութերից։ Արդյունքում ոսկու հալվածքի մակերեսի վրա լողացել է խմորային երկաթի շերտ, որը մշակվել է առանձին։ Այս երկաթից գործիքներ են կեղծվել, այդ թվում՝ Քեոպսի բուրգում հայտնաբերվածները: Այնուամենայնիվ, Քեոպս Մենկաուրի թոռան (մ.թ.ա. 2471-2465) հետո Եգիպտոսում տեղի ունեցան իրարանցում. ազնվականությունը՝ Ռա աստծո քահանաների գլխավորությամբ, տապալեց իշխող դինաստիան, և սկսվեց բռնազավթողների թռիչքը, որն ավարտվեց գահակալությամբ։ Հաջորդ դինաստիայի փարավոնը՝ Ուզերկարը, ում քահանաները հայտարարեցին որպես որդի և մարմնավորում՝ հենց ինքը՝ Ռա աստվածը (այն ժամանակից ի վեր սա դարձել է փարավոնների պաշտոնական կարգավիճակը)։ Այս խառնաշփոթի ընթացքում եգիպտացիների մշակութային և տեխնիկական գիտելիքները քայքայվեցին, և, ինչպես բուրգեր կառուցելու արվեստը նսեմացավ, կորավ երկաթի արտադրության տեխնոլոգիան, այն աստիճան, որ հետագայում Սինայի թերակղզին որոնելու ժամանակ կորավ։ պղնձի հանքաքար, եգիպտացիները ոչ մի ուշադրություն չէին դարձնում այնտեղի երկաթի հանքաքարի հանքավայրերին, այլ երկաթ էին ստանում հարեւան խեթերից ու միտանացիներից։
Առաջինը տիրապետում էր երկաթի Հաթթին, ինչի մասին վկայում է երկաթի մասին ամենահին հիշատակումը (մ.թ.ա. II հազարամյակ) խեթերի տեքստերում, ովքեր հիմնել են իրենց կայսրությունը Հաթի տարածքում (ժամանակակից Անատոլիա Թուրքիայում): Այսպիսով, խեթերի թագավոր Անիտտայի տեքստում (մ.թ.ա. մոտ 1800 թ.) ասվում է.
Երբ ես արշավի գնացի Պուրուսխանդա քաղաք, Պուրուսխանդա քաղաքից մի մարդ եկավ ինձ խոնարհվելու (... (?)...
(աղբյուր. Գիորգաձե Գ.Գ.// Հին պատմության տեղեկագիր. 1965 թ. թիվ 4)
Հին ժամանակներում խալիբները համարվում էին երկաթե արտադրանքի վարպետներ։ Արգոնավորդների մասին լեգենդը (նրանց արշավանքը դեպի Կոլխիա տեղի է ունեցել Տրոյական պատերազմից մոտ 50 տարի առաջ) պատմում է, որ Կոլխիայի թագավոր Եեթը Յասոնին երկաթե գութան է տվել Արեսի դաշտը հերկելու համար, և նկարագրվում են նրա հպատակները՝ հալիբերները։ :
Նրանք չեն հերկում հողը, չեն տնկում պտղատու ծառեր, չեն արածեցնում նախիրներ հարուստ մարգագետիններում. նրանք անմշակ հողից հանքաքար և երկաթ են հանում և նրանց համար փոխանակում են սնունդը։ Նրանց համար օրը չի սկսվում առանց քրտնաջան աշխատանքի, նրանք անցկացնում են գիշերվա մթության և թանձր ծխի մեջ՝ աշխատելով ամբողջ օրը…
Արիստոտելը նկարագրել է պողպատի ստացման իրենց մեթոդը. «Խալիբները մի քանի անգամ լվացել են իրենց երկրի գետի ավազը՝ դրանով իսկ առանձնացնելով սև խտանյութը (ծանր մասն, որը բաղկացած է հիմնականում մագնետիտից և հեմատիտից) և հալեցնում այն վառարաններում. այդպիսով ստացված մետաղն ուներ արծաթափայլ գույն և չժանգոտվող»:
Մագնետիտային ավազները, որոնք հաճախ հանդիպում են Սև ծովի ամբողջ ափին, օգտագործվում էին որպես հումք պողպատի ձուլման համար. այնպես որ խալիբների ձուլած պողպատը համաձուլված էր և ուներ գերազանց հատկություններ։ Երկաթի ստացման նման յուրօրինակ ձևը հուշում է, որ խալիբները երկաթ են տարածում միայն որպես տեխնոլոգիական նյութ, սակայն նրանց մեթոդը չէր կարող լինել երկաթե արտադրանքի լայնածավալ արդյունաբերական արտադրության մեթոդ։ Սակայն դրանց արտադրությունը խթան հանդիսացավ երկաթի մետալուրգիայի հետագա զարգացման համար։
Ամենախոր հնության ժամանակ երկաթը ոսկուց ավելի էր գնահատվում, և ըստ Ստրաբոնի նկարագրության՝ աֆրիկյան ցեղերը 1 ֆունտ երկաթի դիմաց տալիս էին 10 ֆունտ ոսկի, իսկ պատմաբան Գ. Արեշյանի ուսումնասիրությունների համաձայն՝ պղնձի արժեքը. Արծաթը, ոսկին և երկաթը հին խեթերի մոտ եղել են 1:160:1280:6400 հարաբերակցությամբ: Այդ ժամանակներում երկաթը օգտագործվել է որպես ոսկերչական մետաղ, դրանից պատրաստվել են գահեր և թագավորական իշխանության այլ ռեգալիաներ. նկարագրված է աստվածաշնչյան Երկրորդ Օրինաց 3.11 գիրքը, որը նկարագրված է Ռաֆայիմ Օգ թագավորի «երկաթե մահճակալը»:
Թութանհամոնի դամբարանում (մոտ 1350 թ. մ.թ.ա.) հայտնաբերվել է ոսկյա շրջանակով երկաթից պատրաստված դաշույն, որը հնարավոր է խեթերի նվերը դիվանագիտական նպատակներով: Բայց խեթերը չձգտեցին երկաթի և դրա տեխնոլոգիաների համատարած տարածմանը, ինչը երևում է նաև եգիպտական փարավոն Թութանհամոնի և նրա աներոջ՝ խեթերի թագավոր Հաթթուզիլի, մեզ հասած նամակագրությունից։ Փարավոնը խնդրում է ավելի շատ երկաթ ուղարկել, իսկ խեթերի արքան խուսափողական պատասխանում է, որ երկաթի պաշարները վերջացել են, իսկ դարբինները զբաղված են գյուղատնտեսական աշխատանքներով, ուստի նա չի կարող կատարել թագավորական փեսայի խնդրանքը և ուղարկում է. միայն մեկ դաշույն «լավ երկաթից» (այսինքն՝ պողպատից)։ Ինչպես տեսնում եք, խեթերը փորձում էին օգտագործել իրենց գիտելիքները ռազմական առավելությունների հասնելու համար, և ուրիշներին հնարավորություն չտվեցին հասնել իրենց հետևից: Ըստ երևույթին, հետևաբար, երկաթի արտադրանքը լայն տարածում գտավ միայն Տրոյական պատերազմից և խեթերի անկումից հետո, երբ հույների առևտրային գործունեության շնորհիվ շատերին հայտնի դարձավ երկաթի տեխնոլոգիան, և հայտնաբերվեցին երկաթի նոր հանքավայրեր և հանքեր: Այսպիսով, բրոնզի դարը փոխարինվեց երկաթի դարով:
Ըստ Հոմերոսի նկարագրությունների, թեև Տրոյական պատերազմի ժամանակ (մոտ 1250 թ. մ.թ.ա.) զենքերը հիմնականում պատրաստված էին պղնձից և բրոնզից, երկաթն արդեն հայտնի էր և մեծ պահանջարկ, թեև ավելի շատ որպես թանկարժեք մետաղ։ Օրինակ, Իլիադայի 23-րդ երգում Հոմերն ասում է, որ Աքիլլեսը սկավառակի նետման մրցույթում հաղթողին պարգևատրել է երկաթե լաց սկավառակով։ Աքայացիները արդյունահանել են այս երկաթը տրոյացիներից և հարևան ժողովուրդներից (Իլիական 7.473), ներառյալ խալիբներից, որոնք կռվել են տրոյացիների կողմից.
«Աքայացիների մյուս մարդիկ ինձ հետ գինի գնեցին,
Պղնձի զանգի համար, մոխրագույն երկաթի համար՝ փոխված,
եզան մորթի կամ բարձր եղջյուր եզների համար,
Նրանք իրենց գերիների համար։ Եվ պատրաստվում է ուրախ խնջույք ... »:
Թերևս երկաթն էր պատճառներից մեկը, որը դրդեց աքայացի հույներին տեղափոխվել Փոքր Ասիա, որտեղ նրանք իմացան դրա արտադրության գաղտնիքները: Իսկ Աթենքի պեղումները ցույց են տվել, որ արդեն մոտ 1100 թ. ե. իսկ հետագայում արդեն լայն տարածում գտան երկաթե թրերը, նիզակները, կացինները և նույնիսկ երկաթե մեխերը։ Հեսու 17:16-ի աստվածաշնչյան գիրքը (տես Դատավորներ 14:4) նկարագրում է, որ փղշտացիները (բիբլիական «ՊԻԼԻՍՏԻՄ», և սրանք նախահունական ցեղեր էին, որոնք կապված էին հետագա հելլենների հետ, հիմնականում՝ պելասգներ) ունեին բազմաթիվ երկաթե կառքեր, այսինքն. այս երկաթի մեջ արդեն լայնորեն կիրառվում է մեծ քանակությամբ:
Հոմերը Իլիադայում և Ոդիսականում երկաթը անվանում է «կոշտ մետաղ» և նկարագրում է գործիքների կարծրացումը.
«Արագ կեղծարար՝ կացին կամ կացին սարքած,
Մետաղը ջրի մեջ, տաքացնելով այն այնպես, որ այն կրկնապատկվի
Նա ուներ բերդ, ընկղմվում է ... »:
Հոմերոսը երկաթն անվանում է դժվար, քանի որ հին ժամանակներում դրա ստացման հիմնական եղանակը հումքի փչումն էր. երկաթի հանքաքարի և փայտածուխի փոխարինող շերտերը կալցինացվում էին հատուկ վառարաններում (դարբնոցներ՝ հնագույն «Հորնից»՝ եղջյուր, խողովակ, ի սկզբանե դա պարզապես գետնին փորված խողովակ էր, սովորաբար հորիզոնական կիրճի լանջին): Օջախում երկաթի օքսիդները վերածվում են մետաղի տաք ածուխի միջոցով, որը խլում է թթվածինը, օքսիդանալով ածխածնի օքսիդի, և հանքաքարի ածխով նման կալցինացիայի արդյունքում ստացվել է խմորային ծաղկուն (սպունգային) երկաթ։ Կրիցուն մաքրվել է խարամից՝ դարբնելով՝ մուրճի ուժեղ հարվածներով կեղտերը քամելով։ Առաջին օջախներն ունեին համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան՝ նկատելիորեն ավելի ցածր, քան չուգունի հալման կետը, այնպես որ երկաթը համեմատաբար ցածր ածխածնի է: Ամուր պողպատ ստանալու համար անհրաժեշտ էր երկաթե կրիցան ածուխով բազմիցս կալցինացնել և դարբնել, մինչդեռ մետաղի մակերեսային շերտը լրացուցիչ հագեցված էր ածխածնով և կարծրացած։ Այսպես ստացվեց «լավ երկաթը», և թեև դրա համար մեծ աշխատանք էր պահանջվում, այս կերպ ստացված արտադրանքը զգալիորեն ավելի ամուր և կարծր էր, քան բրոնզեները:
Հետագայում նրանք սովորեցին պողպատի արտադրության համար ավելի արդյունավետ վառարաններ (ռուսերեն՝ պայթուցիկ վառարան, դոմնիցա), և վառարան օդ մատակարարելու համար մորթիներ օգտագործեցին։ Արդեն հռոմեացիները կարողացան վառարանում ջերմաստիճանը հասցնել պողպատի հալման (մոտ 1400 աստիճան, իսկ մաքուր երկաթը հալվում է 1535 աստիճանում): Այս դեպքում չուգուն ձևավորվում է 1100-1200 աստիճան հալման կետով, որը պինդ վիճակում շատ փխրուն է (նույնիսկ դարբնոցի ենթակա չէ) և չունի պողպատի առաձգականություն։ Այն ի սկզբանե համարվում էր վնասակար կողմնակի արտադրանք: խոզի երկաթ, ռուսերեն՝ խոզի երկաթ, ձուլակտորներ, որտեղից, ըստ էության, առաջացել է չուգուն բառը), բայց հետո պարզվեց, որ հնոցի մեջ նորից հալվելիս, որի միջով օդ է փչում, չուգունը վերածվում է լավ որակի պողպատի, որպես ավելցուկ։ այրվում է ածխածինը: Չուգունից պողպատի արտադրության նման երկփուլ գործընթացը պարզվեց, որ ավելի պարզ և շահավետ է, քան ծաղկունը, և այս սկզբունքը շատ դարեր շարունակ օգտագործվել է առանց մեծ փոփոխության, մինչ օրս մնալով երկաթի արտադրության հիմնական մեթոդը: նյութեր.
Մատենագիտություն: Կարլ Բաքս.Երկրի ներքին հարստությունը: Մ .: Առաջընթաց, 1986, էջ 244, գլուխ «Երկաթ»
անվան ծագումը
Սլավոնական «երկաթ» բառի ծագման մի քանի տարբերակ կա (բելառուս. zhalez, ուկրաիներեն zalizo, հին սլավ. երկաթ, ուռուցիկ. երկաթ, Սերբոհորվ. ժեզո, լեհ. Զելազո, չեխ železo, սլովեներեն զելեզո):
Ստուգաբանություններից մեկը կապում է Պրասլավին. *ԶելԷզօ հունարեն բառով χαλκός , որը նշանակում էր երկաթ և պղինձ, ըստ մեկ այլ վարկածի *ԶելԷզօբառերի նման *զելի«կրիա» և *աչք«ժայռ», «քար» ընդհանուր սեմով։ Երրորդ տարբերակը առաջարկում է հին փոխառություն անհայտ լեզվից։
Գերմանական լեզուները փոխառել են երկաթ անունը (գոթ. էիսարն, անգլերեն երկաթ, գերման Էյզեն, Նիդեռլ. իջզեր, դաթ. jern, շվեդ jarn) Celtic-ից։
Պրակելտական բառ *իսարնո-(> OE iarn, OE Bret hoiarn), հավանաբար վերադառնում է Proto-IE: *հ 1 էշ 2 ր-ոչ- «արյունոտ»՝ «արյունոտ» > «կարմիր» > «երկաթ» իմաստային զարգացմամբ։ Մեկ այլ վարկածի համաձայն՝ այս բառը վերադառնում է պրա-ի. *(Հ)իշ 2րո- «ուժեղ, սուրբ, գերբնական ուժ ունեցող».
հին հունարեն բառ σίδηρος , կարող է փոխառված լինել նույն աղբյուրից, ինչ սլավոնական, գերմանական և բալթյան բառերը արծաթի համար։
Բնական երկաթի կարբոնատի (սիդերիտ) անվանումը գալիս է լատ. sidereus- աստղային; իսկապես, մարդկանց ձեռքն ընկած առաջին երկաթը երկնաքարային ծագում ուներ: Թերևս պատահական չէ այս զուգադիպությունը։ Մասնավորապես, հին հունարեն բառը sideros (σίδηρος)երկաթի և լատիներենի համար sidus, որը նշանակում է «աստղ», հավանաբար ընդհանուր ծագում ունեն։
իզոտոպներ
Բնական երկաթը բաղկացած է չորս կայուն իզոտոպներից՝ 54 Fe (իզոտոպային առատություն 5,845%), 56 Fe (91,754%), 57 Fe (2,119%) և 58 Fe (0,282%)։ Հայտնի են նաև ավելի քան 20 անկայուն երկաթի իզոտոպներ՝ 45-ից 72 զանգվածային թվերով, որոնցից ամենակայունը 60 Fe (կիսաժամկետը՝ ըստ 2009 թ. թարմացված տվյալների՝ 2,6 միլիոն տարի է), 55 Fe (2,737 տարի), 59 Fe։ (44,495 օր) և 52 Fe (8,275 ժամ); մնացած իզոտոպների կիսատ կյանքը 10 րոպեից պակաս է:
Երկաթի 56 Fe իզոտոպը ամենակայուն միջուկներից է. հետևյալ բոլոր տարրերը կարող են քայքայվելով նվազեցնել մեկ նուկլեոնի կապող էներգիան, իսկ բոլոր նախորդ տարրերը, սկզբունքորեն, կարող են նվազեցնել մեկ նուկլեոնի կապման էներգիան միաձուլման պատճառով: Ենթադրվում է, որ սովորական աստղերի միջուկներում տարրերի մի շարք սինթեզ ավարտվում է երկաթով (տես Երկաթե աստղ), և բոլոր հետագա տարրերը կարող են առաջանալ միայն գերնոր աստղերի պայթյունների արդյունքում։
Երկաթի երկրաքիմիա
Հիդրոջերմային աղբյուր՝ գունավոր ջրով։ Երկաթի օքսիդները ջուրը դառնում են դարչնագույն
Երկաթը Արեգակնային համակարգի, հատկապես երկրային մոլորակների, մասնավորապես Երկրի վրա, ամենատարածված տարրերից մեկն է: Երկրային մոլորակների երկաթի զգալի մասը գտնվում է մոլորակների միջուկներում, որտեղ դրա պարունակությունը գնահատվում է մոտ 90%: Երկաթի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 5%, իսկ թիկնոցում՝ մոտ 12%։ Մետաղներից երկաթը ընդերքում իր առատությամբ զիջում է միայն ալյումինին։ Միևնույն ժամանակ, ամբողջ երկաթի մոտ 86%-ը գտնվում է միջուկում, իսկ 14%-ը՝ թիկնոցում։ Երկաթի պարունակությունը զգալիորեն ավելանում է հիմնական կազմի հրային ապարներում, որտեղ այն կապված է պիրոքսենի, ամֆիբոլի, օլիվինի և բիոտիտի հետ։ Արդյունաբերական կոնցենտրացիաներում երկաթը կուտակվում է երկրակեղևում տեղի ունեցող գրեթե բոլոր էկզոգեն և էնդոգեն գործընթացների ժամանակ: Ծովի ջրում երկաթը պարունակվում է շատ փոքր քանակությամբ՝ 0,002-0,02 մգ/լ: Գետի ջրում այն մի փոքր ավելի բարձր է՝ 2 մգ/լ։
Երկաթի երկրաքիմիական հատկությունները
Երկաթի ամենակարևոր երկրաքիմիական հատկանիշը մի քանի օքսիդացման վիճակների առկայությունն է։ Երկաթը չեզոք ձևով՝ մետաղական, կազմում է երկրի միջուկը, որը, հնարավոր է, առկա է թիկնոցում և շատ հազվադեպ է հանդիպում երկրի ընդերքում: Սև երկաթ FeO-ն թիկնոցի և երկրակեղևի երկաթի հիմնական ձևն է: Երկաթի օքսիդ Fe 2 O 3-ը բնորոշ է երկրակեղևի ամենավերին, ամենաօքսիդացված մասերին, մասնավորապես՝ նստվածքային ապարներին։
Բյուրեղային քիմիական հատկությունների առումով Fe 2+ իոնը մոտ է Mg 2+ և Ca 2+ իոններին՝ այլ հիմնական տարրեր, որոնք կազմում են բոլոր ցամաքային ապարների զգալի մասը։ Իրենց բյուրեղային քիմիական նմանության շնորհիվ երկաթը շատ սիլիկատներում փոխարինում է մագնեզիումին և մասամբ՝ կալցիումին։ Փոփոխական բաղադրության հանքանյութերում երկաթի պարունակությունը սովորաբար ավելանում է ջերմաստիճանի նվազմամբ։
երկաթի հանքանյութեր
Հայտնի են երկաթ պարունակող մեծ քանակությամբ հանքաքարեր և միներալներ։ Առավելագույն գործնական նշանակություն ունեն կարմիր երկաթի հանքաքարը (հեմատիտ, Fe 2 O 3; պարունակում է մինչև 70% Fe), մագնիսական երկաթի հանքաքարը (մագնետիտ, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; պարունակում է 72,4% Fe), շագանակագույն երկաթի հանքաքար։ կամ լիմոնիտ (գոեթիտ և հիդրոգոտիտ, համապատասխանաբար FeOOH և FeOOH nH 2 O): Գյոթիտը և հիդրոգոտիտը առավել հաճախ հանդիպում են եղանակային կեղևներում՝ ձևավորելով այսպես կոչված «երկաթե գլխարկներ», որոնց հաստությունը հասնում է մի քանի հարյուր մետրի։ Նրանք կարող են լինել նաև նստվածքային ծագում, ընկնելով կոլոիդային լուծույթներից լճերում կամ ծովերի ափամերձ տարածքներում։ Այս դեպքում առաջանում են օոլիտային, կամ հատիկաընդեղենային, երկաթի հանքաքարեր։ Դրանցում հաճախ հանդիպում է Vivianite Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, որը ձևավորում է սև երկարավուն բյուրեղներ և ճառագայթային ճառագայթման ագրեգատներ։
Բնության մեջ տարածված են նաև երկաթի սուլֆիդները՝ պիրիտ FeS 2 (ծծումբ կամ երկաթի պիրիտ) և պիրրոտիտ։ Դրանք երկաթի հանքաքար չեն. պիրիտը օգտագործվում է ծծմբաթթու արտադրելու համար, իսկ պիրոտիտը հաճախ պարունակում է նիկել և կոբալտ:
Երկաթի հանքաքարի պաշարներով Ռուսաստանը աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում։ Երկաթի պարունակությունը ծովի ջրում 1·10 −5 -1·10 −8% է։
Այլ տարածված երկաթի հանքանյութերն են.
- Siderite - FeCO 3 - պարունակում է մոտավորապես 35% երկաթ: Այն ունի դեղնասպիտակավուն (աղտոտվածության դեպքում մոխրագույն կամ շագանակագույն երանգով) երանգ։ Խտությունը 3 գ/սմ³ է, իսկ կարծրությունը՝ 3,5-4,5 Մոհսի սանդղակով։
- Marcasite - FeS 2 - պարունակում է 46,6% երկաթ: Այն առաջանում է դեղին, ինչպես արույր, երկպիրամիդային ռոմբիկ բյուրեղների տեսքով՝ 4,6-4,9 գ/սմ³ խտությամբ և Մոհսի սանդղակի 5-6 կարծրությամբ:
- Լոլինգիտ - FeAs 2 - պարունակում է 27,2% երկաթ և առաջանում է արծաթա-սպիտակ երկպիրամիդային ռոմբիկ բյուրեղների տեսքով: Խտությունը 7-7,4 գ/սմ³ է, կարծրությունը՝ 5-5,5 Մոհսի սանդղակով։
- Mispikel - FeAsS - պարունակում է 34,3% երկաթ: Այն առաջանում է սպիտակ մոնոկլինիկական պրիզմաների տեսքով՝ 5,6-6,2 գ/սմ³ խտությամբ և Մոհսի սանդղակի 5,5-6 կարծրությամբ։
- Melanterite - FeSO 4 7H 2 O - բնության մեջ ավելի քիչ տարածված է և կանաչ (կամ մոխրագույն է կեղտերի պատճառով) մոնոկլինիկ բյուրեղներով, ապակենման փայլով, փխրուն: Խտությունը 1,8-1,9 գ / սմ³ է:
- Vivianite - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - հայտնվում է կապույտ-մոխրագույն կամ կանաչ-մոխրագույն մոնոկլինիկ բյուրեղների տեսքով, 2,95 գ / սմ³ խտությամբ և 1,5-2 կարծրությամբ Mohs սանդղակի վրա:
Բացի վերը նշված երկաթի հանքանյութերից, կան, օրինակ.
Հիմնական ավանդներ
Ըստ ԱՄՆ Երկրաբանական ծառայության (2011 թվականի գնահատական)՝ աշխարհում երկաթի հանքաքարի ապացուցված պաշարները կազմում են մոտ 178 միլիարդ տոննա։ Երկաթի հիմնական հանքավայրերը Բրազիլիայում (1-ին տեղ), Ավստրալիայում, ԱՄՆ-ում, Կանադայում, Շվեդիայում, Վենեսուելայում, Լիբերիայում, Ուկրաինայում, Ֆրանսիայում, Հնդկաստանում են։ Ռուսաստանում երկաթը արդյունահանվում է Կուրսկի մագնիսական անոմալիաում (KMA), Կոլա թերակղզում, Կարելիայում և Սիբիրում: Վերջերս զգալի դեր են ստացել հատակային օվկիանոսային հանքավայրերը, որոնցում երկաթը, մանգանի և այլ արժեքավոր մետաղների հետ միասին, հանդիպում է հանգույցներում։
Անդորրագիր
Արդյունաբերության մեջ երկաթը ստանում են երկաթի հանքաքարից, հիմնականում հեմատիտից (Fe 2 O 3) և մագնետիտից (FeO Fe 2 O 3):
Հանքաքարերից երկաթ հանելու տարբեր եղանակներ կան։ Ամենատարածվածը տիրույթի գործընթացն է:
Արտադրության առաջին փուլը երկաթի կրճատումն է ածխածնի հետ պայթուցիկ վառարանում 2000 ° C ջերմաստիճանում: Պայթյունային վառարանում ածխածինը կոքսի տեսքով, երկաթի հանքաքարը՝ սինտերի կամ գնդիկների տեսքով, և հոսքը (օրինակ՝ կրաքարը) սնվում են վերևից և հանդիպում են ներքևից ներարկվող տաք օդի հոսքով։
Վառարանում ածխածինը կոքսի տեսքով օքսիդացվում է ածխածնի երկօքսիդի։ Այս օքսիդը ձևավորվում է այրման ժամանակ թթվածնի պակասով.
Իր հերթին, ածխածնի երկօքսիդը վերականգնում է երկաթը հանքաքարից: Որպեսզի այս ռեակցիան ավելի արագ ընթանա, տաքացվող ածխածնի երկօքսիդը փոխանցվում է երկաթի (III) օքսիդի միջով.
Կալցիումի օքսիդը միավորվում է սիլիցիումի երկօքսիդի հետ՝ ձևավորելով խարամ՝ կալցիումի մետասիլիկատ.
Խարամը, ի տարբերություն սիլիցիումի երկօքսիդի, հալեցնում են վառարանում։ Ավելի թեթև, քան երկաթը, խարամը լողում է մակերեսի վրա - այս հատկությունը թույլ է տալիս առանձնացնել խարամը մետաղից: Այնուհետև խարամը կարող է օգտագործվել շինարարության և գյուղատնտեսության մեջ: Պայթուցիկ վառարանում ստացված երկաթի հալոցը պարունակում է բավականին մեծ քանակությամբ ածխածին (չուգուն)։ Բացառությամբ նման դեպքերի, երբ ուղղակիորեն օգտագործվում է չուգուն, այն պահանջում է հետագա մշակում։
Ածխածնի ավելցուկը և այլ կեղտերը (ծծումբ, ֆոսֆոր) չուգունից հանվում են բաց օջախի վառարաններում կամ փոխարկիչներում օքսիդացման միջոցով։ Էլեկտրական վառարանները նույնպես օգտագործվում են լեգիրված պողպատների ձուլման համար։
Բացի պայթուցիկ վառարանի գործընթացից, տարածված է երկաթի ուղղակի արտադրության գործընթացը: Այս դեպքում նախապես մանրացված հանքաքարը խառնում են հատուկ կավի հետ՝ առաջացնելով գնդիկներ։ Գնդիկները բովում և մշակվում են լիսեռային վառարանում տաք մեթանի փոխակերպման արտադրանքներով, որոնք պարունակում են ջրածին: Ջրածինը հեշտությամբ նվազեցնում է երկաթը.
,մինչդեռ չկա երկաթի աղտոտում այնպիսի կեղտերով, ինչպիսիք են ծծումբը և ֆոսֆորը, որոնք սովորական կեղտեր են ածխի մեջ: Երկաթը ստացվում է պինդ ձևով, այնուհետև հալեցնում էլեկտրական վառարաններում։
Քիմիապես մաքուր երկաթը ստացվում է նրա աղերի լուծույթների էլեկտրոլիզից։
Ֆիզիկական հատկություններ
Պողպատի մետալուրգիայի համար չափազանց կարևոր է պոլիմորֆիզմի երևույթը։ Բյուրեղային ցանցի α-γ անցումների շնորհիվ է, որ տեղի է ունենում պողպատի ջերմային մշակումը։ Առանց այս երևույթի երկաթը որպես պողպատի հիմք այդքան լայն կիրառություն չէր ստանա։
Երկաթը չափավոր հրակայուն մետաղ է։ Ստանդարտ էլեկտրոդների պոտենցիալների շարքում երկաթը կանգնած է ջրածնի առաջ և հեշտությամբ փոխազդում է նոսր թթուների հետ: Այսպիսով, երկաթը պատկանում է միջին ակտիվության մետաղներին։
Երկաթի հալման ջերմաստիճանը 1539 °C է, եռմանը՝ 2862 °C։
Քիմիական հատկություններ
Բնութագրական օքսիդացման վիճակներ
- Թթուն իր ազատ ձևով գոյություն չունի. ստացվել են միայն նրա աղերը:
Երկաթի համար բնորոշ են երկաթի օքսիդացման վիճակները՝ +2 և +3։
Օքսիդացման աստիճանը +2 համապատասխանում է FeO սև օքսիդին և Fe(OH) 2 կանաչ հիդրօքսիդին: Դրանք հիմնական են: Աղերում Fe(+2) առկա է որպես կատիոն։ Fe(+2) թույլ վերականգնող նյութ է։
+3 օքսիդացման վիճակներ համապատասխանում են կարմիր-շագանակագույն Fe 2 O 3 օքսիդին և շագանակագույն Fe(OH) 3 հիդրօքսիդին։ Դրանք ամֆոտերային բնույթ ունեն, թեև թթվային և հիմնային հատկությունները թույլ են արտահայտված։ Այսպիսով, Fe 3+ իոնները լիովին հիդրոլիզվում են նույնիսկ թթվային միջավայրում։ Fe (OH) 3-ը լուծվում է (և նույնիսկ այն ժամանակ ոչ ամբողջությամբ), միայն խտացված ալկալիներում: Fe 2 O 3-ը փոխազդում է ալկալիների հետ միայն միաձուլվելիս՝ տալով ֆերիտներ (թթվի ձևական աղեր, որոնք գոյություն չունեն HFeO 2 թթվի ազատ ձևով).
Երկաթը (+3) ամենից հաճախ թույլ օքսիդացնող հատկություն է ցուցաբերում։
+2 և +3 օքսիդացման վիճակները հեշտությամբ անցնում են միմյանց միջև, երբ փոխվում են ռեդոքսի պայմանները:
Բացի այդ, կա Fe 3 O 4 օքսիդ, երկաթի պաշտոնական օքսիդացման վիճակը, որի մեջ +8/3 է: Այնուամենայնիվ, այս օքսիդը կարելի է համարել նաև որպես երկաթի (II) ֆերիտ Fe +2 (Fe +3 O 2) 2:
Կա նաև +6 օքսիդացման աստիճան: Համապատասխան օքսիդը և հիդրօքսիդը ազատ ձևով գոյություն չունեն, սակայն ստացվել են աղեր՝ ֆերատներ (օրինակ՝ K 2 FeO 4)։ Երկաթը (+6) դրանցում անիոնի տեսքով է։ Ֆերատները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են:
Պարզ նյութի հատկությունները
Երբ օդում պահվում է մինչև 200 ° C ջերմաստիճանում, երկաթը աստիճանաբար ծածկվում է օքսիդի խիտ թաղանթով, որը կանխում է մետաղի հետագա օքսիդացումը: Խոնավ օդում երկաթը ծածկված է ժանգի չամրացված շերտով, որը չի խոչընդոտում թթվածնի և խոնավության մուտքը մետաղ և դրա ոչնչացումը։ Ժանգը մշտական քիմիական բաղադրություն չունի, մոտավորապես դրա քիմիական բանաձևը կարելի է գրել Fe 2 O 3 xH 2 O:
Երկաթի (II) միացություններ
Երկաթի օքսիդ (II) FeO-ն ունի հիմնական հատկություններ, այն համապատասխանում է բազային Fe (OH) 2-ին։ Երկաթի աղերը (II) ունեն բաց կանաչ գույն։ Պահպանվելիս, հատկապես խոնավ օդում, դրանք շագանակագույն են դառնում երկաթի օքսիդացման պատճառով (III): Նույն գործընթացը տեղի է ունենում երկաթի (II) աղերի ջրային լուծույթների պահպանման ժամանակ.
Ջրային լուծույթներում առկա երկաթի (II) աղերից կայուն է Մոհրի աղը՝ կրկնակի ամոնիում և երկաթ (II) սուլֆատ (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O:
Կալիումի hexacyanoferrate (III) K 3 (կարմիր արյան աղ) կարող է ծառայել որպես ռեագենտ Fe 2+ իոնների լուծույթում: Երբ Fe 2+ և 3− իոնները փոխազդում են, շրջադարձային կապույտը նստում է.
Լուծման մեջ երկաթի (II) քանակական որոշման համար օգտագործվում է ֆենանտրոլին Ֆեն, որը կազմում է կարմիր FePhen 3 կոմպլեքս երկաթի (II) հետ (լույսի կլանման առավելագույնը՝ 520 նմ) pH լայն տիրույթում (4-9):
Երկաթի (III) միացություններ
Երկաթի (III) միացությունները լուծույթներում կրճատվում են մետաղական երկաթով.
Երկաթը (III) ի վիճակի է կրկնակի սուլֆատներ առաջացնել միայնակ լիցքավորված շիբի տիպի կատիոններով, օրինակ՝ KFe (SO 4) 2 - կալիումի երկաթի շիբ, (NH 4) Fe (SO 4) 2 - երկաթի ամոնիումային շիբ և այլն։
Լուծույթում երկաթի(III) միացությունների որակական հայտնաբերման համար օգտագործվում է Fe 3+ իոնների որակական ռեակցիան թիոցիանատ իոնների հետ SCN −: Երբ Fe 3+ իոնները փոխազդում են SCN − անիոնների հետ, ձևավորվում է վառ կարմիր երկաթի թիոցիանատ 2+, +, Fe(SCN) 3, - խառնուրդ։ Խառնուրդի բաղադրությունը (հետևաբար դրա գույնի ինտենսիվությունը) կախված է տարբեր գործոններից, ուստի այս մեթոդը կիրառելի չէ երկաթի ճշգրիտ որակական որոշման համար:
Fe 3+ իոնների մեկ այլ բարձրորակ ռեակտիվ է կալիումի հեքսացիանոֆերատը (II) K 4 (արյան դեղին աղ): Երբ Fe 3+ և 4− իոնները փոխազդում են, պրուսական կապույտի վառ կապույտ նստվածքը նստում է.
Երկաթի (VI) միացություններ
Ֆերատների օքսիդացնող հատկությունները օգտագործվում են ջրի ախտահանման համար:
Երկաթի միացություններ VII և VIII
Կան զեկույցներ երկաթի (VIII) միացությունների էլեկտրաքիմիական պատրաստման վերաբերյալ: , , , սակայն այս արդյունքները հաստատող անկախ աշխատանքներ չկան։
Դիմում
Երկաթի հանքաքար
Երկաթը ամենաշատ օգտագործվող մետաղներից է, որին բաժին է ընկնում համաշխարհային մետալուրգիական արտադրության մինչև 95%-ը։
- Երկաթը պողպատների հիմնական բաղադրիչն է, իսկ չուգունը՝ ամենակարևոր կառուցվածքային նյութերը:
- Երկաթը կարող է լինել այլ մետաղների հիման վրա համաձուլվածքների մաս, օրինակ՝ նիկել:
- Մագնիսական երկաթի օքսիդը (մագնետիտ) կարևոր նյութ է երկարաժամկետ համակարգչային հիշողության սարքերի արտադրության մեջ՝ կոշտ սկավառակներ, ճկուն սկավառակներ և այլն։
- Ուլտրաֆին մագնիտիտ փոշին օգտագործվում է բազմաթիվ սև և սպիտակ լազերային տպիչների մեջ՝ խառնված պոլիմերային հատիկների հետ՝ որպես տոնիկ: Այն օգտագործում է ինչպես մագնիտիտի սև գույնը, այնպես էլ մագնիսացված փոխանցման գլանին կպչելու ունակությունը:
- Երկաթի վրա հիմնված մի շարք համաձուլվածքների յուրահատուկ ֆերոմագնիսական հատկությունները նպաստում են էլեկտրատեխնիկայում դրանց լայն կիրառմանը տրանսֆորմատորների և էլեկտրական շարժիչների մագնիսական սխեմաների համար:
- Երկաթի (III) քլորիդը (երկաթի քլորիդ) օգտագործվում է ռադիոսիրողական պրակտիկայում տպագիր տպատախտակները փորագրելու համար:
- Պղնձի սուլֆատի հետ խառնված երկաթի սուլֆատը (երկաթի սուլֆատը) օգտագործվում է այգեգործության և շինարարության մեջ վնասակար սնկերի դեմ պայքարելու համար:
- Երկաթը որպես անոդ օգտագործվում է երկաթ-նիկելային մարտկոցներում, երկաթ-օդային մարտկոցներում։
- Երկվալենտ և երկաթի երկաթի քլորիդների ջրային լուծույթները, ինչպես նաև դրա սուլֆատները օգտագործվում են որպես կոագուլանտներ արդյունաբերական ձեռնարկությունների ջրի մաքրման համար բնական և կեղտաջրերի մաքրման համար:
Երկաթի կենսաբանական նշանակությունը
Կենդանի օրգանիզմներում երկաթը կարևոր միկրոտարր է, որը կատալիզացնում է թթվածնի փոխանակման (շնչառության) գործընթացները։ Հասուն մարդու օրգանիզմը պարունակում է մոտ 3,5 գրամ երկաթ (մոտ 0,02%), որից 78%-ը արյան հեմոգլոբինի հիմնական ակտիվ տարրն է, մնացածը այլ բջիջների ֆերմենտների մի մասն է, որը կատալիզացնում է բջիջներում շնչառության գործընթացները։ Երկաթի պակասը դրսևորվում է որպես օրգանիզմի հիվանդություն (քլորոզ բույսերում և անեմիա՝ կենդանիների մոտ)։
Սովորաբար երկաթը ներթափանցում է ֆերմենտների մեջ որպես բարդույթ, որը կոչվում է հեմ: Մասնավորապես, այս բարդույթը առկա է հեմոգլոբինում՝ ամենակարեւոր սպիտակուցը, որն ապահովում է արյան հետ թթվածնի տեղափոխումը մարդկանց և կենդանիների բոլոր օրգաններ։ Եվ հենց նա է արյունը ներկում բնորոշ կարմիր գույնով։
Հեմից բացի այլ երկաթի կոմպլեքսներ հայտնաբերված են, օրինակ, մեթան մոնօքսիգենազ ֆերմենտում, որը օքսիդացնում է մեթանը մինչև մեթանոլ, կարևոր ռիբոնուկլեոտիդ ռեդուկտազ ֆերմենտում, որը մասնակցում է ԴՆԹ սինթեզին։
Անօրգանական երկաթի միացությունները հայտնաբերվում են որոշ բակտերիաների մեջ և երբեմն օգտագործվում են նրանց կողմից մթնոլորտային ազոտը կապելու համար:
Երկաթը կենդանիների և մարդու օրգանիզմ է մտնում սննդի հետ (լյարդը, միսը, ձուն, հատիկաընդեղենը, հացը, հացահատիկը, ճակնդեղը ամենահարուստն են): Հետաքրքիր է, որ մի անգամ սպանախը սխալմամբ ներառվել է այս ցանկում (վերլուծության արդյունքների տառասխալի պատճառով՝ տասնորդական կետի կորստից հետո «լրացուցիչ» զրո):
Երկաթի ավելցուկային չափաբաժինը (200 մգ կամ ավելի) կարող է թունավոր լինել: Երկաթի չափից մեծ չափաբաժինը ճնշում է օրգանիզմի հակաօքսիդանտ համակարգը, ուստի խորհուրդ չի տրվում օգտագործել առողջ մարդկանց համար երկաթի պատրաստուկներ։
Նշումներ
- Քիմիական հանրագիտարան. 5 հատորով / Խմբ.՝ Կնունյանց Ի. Լ. (գլխ. խմբագիր): - M .: Խորհրդային հանրագիտարան, 1990. - T. 2. - S. 140. - 671 p. - 100000 օրինակ:
- Կարապետյանց Մ.Խ., Դրակին Ս.Ի.Ընդհանուր և անօրգանական քիմիա. Դասագիրք բուհերի համար. - 4-րդ հրատ., ջնջված։ - Մ.: Քիմիա, 2000թ., ISBN 5-7245-1130-4, էջ. 529 թ
- Մ.Վասմեր.Ռուսաց լեզվի ստուգաբանական բառարան. - Առաջընթաց. - 1986. - T. 2. - S. 42-43.
- Տրուբաչով Օ.Ն.Սլավոնական ստուգաբանություններ. // Սլավոնական լեզվաբանության հարցեր, թիվ 2, 1957 թ.
- Բորիս Վ. Slownik etymologiczny języka polskiego. - Կրակով. Wydawnictwo Literackie: - 2005. - S. 753-754.
- Վալդե Ա. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Carl Winter's Universitätsbuchhandlung. - 1906. - Ս. 285։
- Մեյե Ա.Գերմանական լեզուների խմբի հիմնական առանձնահատկությունները. - URSS. - 2010. - S. 141:
- Մատասովիչ Ռ. Proto-Celtic-ի ստուգաբանական բառարան. - Բրիլ: - 2009. - S. 172:
- Մալորի, Ջ. Պ., Ադամս, Դ. Ք.Հնդեվրոպական մշակույթի հանրագիտարան. - Ֆիցրոյ-Դիրբորն: - 1997. - P. 314:
- «60 Fe Half-Life-ի նոր չափում»: Ֆիզիկական վերանայման նամակներ 103 72502. DOI՝ 10.1103/PhysRevLett.103.072502:
- G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003): «Միջուկային և քայքայված հատկությունների NUBASE գնահատումը»: Միջուկային ֆիզիկա Ա 729 3–128։ DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- Yu. M. Shirokov, N. P. Yudin.Միջուկային ֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա, 1972. Գլուխ Միջուկային տիեզերական ֆիզիկա.
- Ռ.Ռիպան, Ի.Չեթյանու.Անօրգանական քիմիա // Ոչ մետաղների քիմիա = Chimia metalelor. - Մոսկվա: Միր, 1972. - T. 2. - S. 482-483. - 871 էջ.
- Ոսկի և թանկարժեք մետաղներ
- Մետաղագիտություն և պողպատի ջերմային մշակում։ Հղ. խմբ. 3 հատորով / Ed. M. L. Bershtein, A. G. Rakhshtadt. - 4-րդ հրատ., վերանայված։ և լրացուցիչ T. 2. Ջերմային մշակման հիմունքներ. 2 գրքում. Գիրք. 1. Մ.: Մետալուրգիա, 1995. 336 էջ.
- T. Takahashi & W.A. Բասեթ, «Երկաթի բարձր ճնշման պոլիմորֆ», Գիտություն, Հատ. 145 #3631, 31 հուլիսի 1964 թ., էջ 483-486:
- Schilt A. 1,10-ֆենանտրոլինի և հարակից միացությունների վերլուծական կիրառումը: Oxford, Pergamon Press, 1969 թ.
- Lurie Yu. Yu. Անալիտիկ քիմիայի ձեռնարկ. Մ., Քիմիա, 1989. Ս. 297։
- Lurie Yu. Yu. Անալիտիկ քիմիայի ձեռնարկ. Մ., Քիմիա, 1989, Ս. 315։
- Brower G. (խմբ.) Անօրգանական սինթեզի ուղեցույց. v. 5. M., Mir, 1985. S. 1757-1757:
- Remy G. Անօրգանական քիմիայի դասընթաց. հատոր 2. Մ., Միր, 1966. Ս. 309։
- Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Octal երկաթ // Dokl. ՀԽՍՀ ԳԱ. 1987. Թ.292. էջ.628-631
- Perfil'ev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. ՀԽՍՀ ԳԱ. 1987. Թ.296. Գ.1406-1409 թթ
- Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Մոսբաուերի սպեկտրոսկոպիա երկաթի օքսոմպլեքսների ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում // J. Radioanal. Նուկլ. Քիմ. 1992. V.157. Հ.401-411.
- «Էներգիայի և սննդանյութերի ֆիզիոլոգիական կարիքների նորմեր Ռուսաստանի Դաշնության բնակչության տարբեր խմբերի համար» MR 2.3.1.2432-08
Աղբյուրներ (պատմության բաժին)
- Գ.Գ.Գիորգաձե.«Անիտայի տեքստը» և խեթերի վաղ պատմության որոշ հարցեր
- Ռ.Մ.Աբրամիշվիլի.Արևելյան Վրաստանի տարածքում երկաթի զարգացման հարցի շուրջ, VGMG, XXII-B, 1961 թ.
- Խախուտայշվիլի Դ.Ա.Հին կոլխական երկաթի մետալուրգիայի պատմության մասին. Հին պատմության հարցեր (Կովկաս-Մերձավորարևելյան ժողովածու, թիվ 4). Թբիլիսի, 1973:
- Հերոդոտոս.«Պատմություն», 1:28.
- Հոմեր.Իլիական, Ոդիսական.
- Վիրգիլիոս.«Էնեիդ», 3:105.
- Արիստոտել.«Անհավանական խոսակցությունների մասին», II, 48. VDI, 1947, No 2, էջ 327։
- Լոմոնոսով Մ.Վ.Մետաղագործության առաջին հիմքերը.
տես նաեւ
- Կատեգորիա՝ Երկաթի միացություններ
Հղումներ
- Մարդու օրգանիզմում երկաթի անբավարարության և ավելցուկի հետևանքով առաջացած հիվանդություններ
| Դ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ֆե | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Երկաթը իր մաքուր տեսքով մոխրագույն ճկուն մետաղ է, որը հեշտությամբ մշակվում է: Եվ այնուամենայնիվ, մարդկանց համար Fe տարրը ավելի գործնական է ածխածնի և այլ կեղտերի հետ համատեղ, որոնք թույլ են տալիս մետաղական համաձուլվածքների ձևավորումը՝ պողպատներ և չուգուն: 95% - ահա թե որքանով է մոլորակի վրա արտադրվող բոլոր մետաղական արտադրանքներում որպես հիմնական տարր երկաթ:
Երկաթ. պատմություն
Մարդու կողմից արտադրված առաջին երկաթյա արտադրանքները գիտնականների կողմից թվագրվում են մ.թ.ա. 4-րդ հազարամյակով: ե., և ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ դրանց արտադրության համար օգտագործվել է երկնաքարային երկաթ, որը բնութագրվում է 5-30% նիկելի պարունակությամբ։ Հետաքրքիրն այն է, որ մինչև մարդկությունը յուրացրեց Fe-ի արդյունահանումը այն հալեցնելով, երկաթն ավելի բարձր էր գնահատվում, քան ոսկին: Դա բացատրվում էր նրանով, որ ավելի ամուր և հուսալի պողպատը շատ ավելի հարմար էր գործիքների և զենքերի արտադրության համար, քան պղնձը և բրոնզը:
Հին հռոմեացիները սովորեցին, թե ինչպես պատրաստել առաջին թուջը. նրանց վառարանները կարող էին հանքաքարի ջերմաստիճանը բարձրացնել մինչև 1400 ° C, մինչդեռ չուգունի համար բավարար էր 1100-1200 ° C: Այնուհետև նրանք ստացան նաև մաքուր պողպատ, հալման ջերմաստիճանը: որը, ինչպես գիտեք, 1535 աստիճան է Ցելսիուս.
Fe-ի քիմիական հատկությունները
Ինչի հետ է երկաթը փոխազդում: Երկաթը փոխազդում է թթվածնի հետ, որն ուղեկցվում է օքսիդների ձևավորմամբ. ջրով թթվածնի առկայությամբ; ծծմբական և աղաթթուներով.
- 3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 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
Բացի այդ, երկաթը արձագանքում է ալկալիներին միայն այն դեպքում, եթե դրանք ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հալվածքներ են: Երկաթը սովորական ջերմաստիճանում չի փոխազդում օքսիդացնող նյութերի հետ, բայց միշտ սկսում է արձագանքել, երբ այն բարձրանում է:
Երկաթի օգտագործումը շինարարության մեջ
Այսօր շինարարության ոլորտում երկաթի օգտագործումը չի կարելի գերագնահատել, քանի որ մետաղական կոնստրուկցիաները բացարձակապես ցանկացած ժամանակակից կառույցի հիմքն են։ Այս ոլորտում Fe-ն օգտագործվում է սովորական պողպատների, չուգունի և կռած երկաթի բաղադրության մեջ։ Այս տարրը ամենուր է, սկսած կրիտիկական կառույցներից մինչև խարիսխի պտուտակներ և մեխեր:
Պողպատից շինությունների կառուցումը շատ ավելի էժան է, բացի այդ, այստեղ կարելի է խոսել շինարարության ավելի բարձր տեմպերի մասին։ Սա զգալիորեն մեծացնում է երկաթի օգտագործումը շինարարության մեջ, մինչդեռ արդյունաբերությունն ինքն է տիրապետում Fe-ի հիման վրա նոր, ավելի արդյունավետ և հուսալի համաձուլվածքների օգտագործմանը:
Արդյունաբերության մեջ երկաթի օգտագործումը
Երկաթի և դրա համաձուլվածքների` չուգունի և պողպատի օգտագործումը ժամանակակից մեքենաների, հաստոցների, ինքնաթիռների, գործիքաշինության և այլ սարքավորումների արտադրության հիմքն է: Ցիանիդների և Fe օքսիդների շնորհիվ ներկերի և լաքերի արդյունաբերությունը գործում է, երկաթի սուլֆատները օգտագործվում են ջրի մաքրման մեջ: Ծանր արդյունաբերությունը լիովին անհնար է պատկերացնել առանց Fe + C-ի վրա հիմնված համաձուլվածքների օգտագործման: Մի խոսքով, երկաթը անփոխարինելի, բայց միևնույն ժամանակ հասանելի և համեմատաբար էժան մետաղ է, որը համաձուլվածքների բաղադրության մեջ ունի գրեթե անսահմանափակ ծավալ։
Երկաթի օգտագործումը բժշկության մեջ
Հայտնի է, որ յուրաքանչյուր մեծահասակ պարունակում է մինչեւ 4 գրամ երկաթ։ Այս տարրը չափազանց կարևոր է օրգանիզմի աշխատանքի, մասնավորապես՝ շրջանառու համակարգի առողջության համար (հեմոգլոբինը կարմիր արյան բջիջներում)։ Կան բազմաթիվ երկաթի վրա հիմնված դեղամիջոցներ, որոնք թույլ են տալիս բարձրացնել Fe-ի պարունակությունը՝ երկաթի դեֆիցիտի անեմիայի զարգացումից խուսափելու համար:
Երկաթ- մետաղ, որի օգտագործումը արդյունաբերության մեջ և առօրյա կյանքում գործնականում սահմաններ չունի։ Մետաղների համաշխարհային արտադրության մեջ երկաթի տեսակարար կշիռը կազմում է մոտ 95%։ Դրա օգտագործումը, ինչպես ցանկացած այլ նյութ, պայմանավորված է որոշակի հատկություններով:
Երկաթը հսկայական դեր է խաղացել մարդկային քաղաքակրթության զարգացման գործում։ Նախնադարյան մարդը սկսեց օգտագործել երկաթե գործիքներ մ.թ.ա. մի քանի հազարամյակ: Հետո այս մետաղի միակ աղբյուրը Երկիր ընկած երկնաքարերն էին, որոնք բավականին մաքուր երկաթ էին պարունակում: Սա շատ ժողովուրդների մոտ լեգենդներ է առաջացրել երկաթի երկնային ծագման մասին:
II հազարամյակի կեսերին մ.թ.ա. Եգիպտոսում յուրացրել են երկաթի հանքաքարերից երկաթի արդյունահանումը։ Ենթադրվում է, որ սա նշանավորեց մարդկության պատմության մեջ երկաթի դարի սկիզբը, որը փոխարինեց քարի և բրոնզի դարերին: Սակայն արդեն 3-4 հազար տարի առաջ Հյուսիսային Սևծովյան շրջանի բնակիչները՝ Կիմմերացիները, երկաթ էին հալեցնում ճահճային հանքաքարից։
Երկաթը մինչ օրս չի կորցրել իր նշանակությունը։ Ժամանակակից տեխնիկայի ամենակարեւոր մետաղն է։ Իր ցածր ամրության պատճառով երկաթը գործնականում չի օգտագործվում մաքուր տեսքով: Այնուամենայնիվ, առօրյա կյանքում պողպատե կամ չուգուն արտադրանքները հաճախ կոչվում են «երկաթ»: Ի վերջո, կարևոր կառուցվածքային նյութերը՝ պողպատներն ու չուգունները, երկաթի համաձուլվածքներ են ածխածնի հետ: Նրանք պատրաստում են իրերի լայն տեսականի։
Իշխան Վլադիմիրի հուշարձանի ութանկյուն պատվանդանը կառուցված է աղյուսից և երեսպատված թուջով։
Բրյուսելի Atomium-ի հսկա կառուցվածքի նախատիպը երկաթի բյուրեղային ցանցի մոդելն էր: Վերակառուցումից հետո Atomium-ը կրկին բաց է հանրության համար: 240 մ 2 մակերեսով յուրաքանչյուր գնդակի սկզբնական ծածկը պատրաստված էր 720 եռանկյունաձև ալյումինե թիթեղներից։ Այժմ դրանք փոխարինվել են չժանգոտվող պողպատից 48 թիթեղներով։
Բացի այդ, երկաթը կարող է լինել այլ մետաղների, օրինակ՝ նիկելի վրա հիմնված համաձուլվածքների բաղադրիչ։ Մագնիսական համաձուլվածքները նույնպես երկաթ են պարունակում։
Ստեղծվում են երկաթի հիմքով նյութեր, որոնք կարող են դիմակայել բարձր և ցածր ջերմաստիճաններին, վակուումային և բարձր ճնշումներին: Նրանք հաջողությամբ դիմակայում են ագրեսիվ միջավայրերին, փոփոխական լարմանը, ռադիոակտիվ ճառագայթմանը և այլն։
Անընդհատ աճում է երկաթի և դրա համաձուլվածքների արտադրությունը։ Այս նյութերը ունիվերսալ են, տեխնոլոգիապես առաջադեմ, մատչելի և մեծ քանակությամբ՝ էժան: Երկաթի հումքային բազան բավականին մեծ է։ Երկաթի հանքաքարի արդեն հետախուզված պաշարները կտևեն առնվազն երկու դար։ Ուստի երկաթը երկար ժամանակ կմնա քաղաքակրթության «հիմքը»։
Երկաթը երկար ժամանակ օգտագործվել է որպես գեղարվեստական նյութ Եգիպտոսում, Միջագետքում և Հնդկաստանում։ Դեռ միջնադարից պահպանվել են երկաթի համաձուլվածքներից պատրաստված բազմաթիվ բարձրարվեստ իրեր։ Ժամանակակից նկարիչները լայնորեն օգտագործում են նաև երկաթի համաձուլվածքներ: նյութը կայքից
Բազմաթիվ գեղարվեստական արտադրանքի մեջ չի կարելի տեսադաշտից դուրս թողնել «Մերցալովի արմավենին»՝ ուկրաինացի վարպետների արվեստի գործը։ Այն կեղծել է Ալեքսեյ Մերցալովը Յուզովսկու մետալուրգիական գործարանում 1886 թվականին։ Նա արժանացել է Նիժնի Նովգորոդի Համառուսաստանյան արդյունաբերական և արվեստի ցուցահանդեսի Գրան պրիին: 1900 թվականին Մերցալովի արմավենին, որպես Յուզովսկու գործարանի ցուցահանդեսի մի մաս, ստացել է բարձրագույն մրցանակ Փարիզի համաշխարհային ցուցահանդեսում։
Իսկ XXI դ. դժվար է գտնել մի արդյունաբերություն, որտեղ երկաթ չօգտագործվի։ Դրա նշանակությունը չի նվազել շատ մետաղական ֆունկցիաների անցումով քիմիական արդյունաբերության կողմից ստեղծված սինթետիկ նյութերին:
Դասի նպատակները.
- պատկերացում կազմել երկաթի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների մասին՝ կախված դրա օքսիդացման աստիճանից և օքսիդացնող նյութի բնույթից.
- զարգացնել ուսանողների տեսական մտածողությունը և նյութի հատկությունները կանխատեսելու նրանց կարողությունը՝ հիմնվելով դրա կառուցվածքի իմացության վրա.
- զարգացնել այնպիսի գործողությունների հայեցակարգային մտածողություն, ինչպիսիք են վերլուծությունը, համեմատությունը, ընդհանրացումը, համակարգումը.
- զարգացնել մտածողության այնպիսի հատկություններ, ինչպիսիք են օբյեկտիվությունը, հակիրճությունը և հստակությունը, ինքնատիրապետումը և ակտիվությունը:
Դասի նպատակները.
- թարմացնել ուսանողների գիտելիքները «Ատոմի կառուցվածքը» թեմայով;
- կազմակերպել ուսանողների կոլեկտիվ աշխատանքը ուսուցման առաջադրանք դնելուց մինչև վերջնական արդյունք (կազմել դասի տեղեկատու դիագրամ);
- ամփոփել նյութը «Մետաղներ» թեմայով և դիտարկել երկաթի հատկությունները և դրա կիրառումը.
- կազմակերպել անկախ հետազոտական աշխատանք զույգերով՝ երկաթի քիմիական հատկությունները ուսումնասիրելու համար.
- դասասենյակում կազմակերպել ուսանողների փոխադարձ վերահսկողություն.
Դասի տեսակը.նոր նյութ սովորելը.
Ռեակտիվներ և սարքավորումներ.
- երկաթ (փոշի, ափսե, թղթի սեղմիչ),
- ծծումբ,
- աղաթթու,
- պղնձի (II) սուլֆատ,
- երկաթե բյուրեղյա վանդակ,
- խաղի պաստառներ,
- մագնիս,
- թեմայի վերաբերյալ նկարազարդումների ընտրություն,
- փորձանոթներ,
- հոգու լամպ,
- լուցկի,
- այրվող նյութեր այրելու գդալ,
- աշխարհագրական քարտեզներ.
Դասի կառուցվածքը
- Ներածական մաս.
- Նոր նյութ սովորելը.
- Տնային աշխատանքի հաղորդագրություն.
- Ուսումնասիրված նյութի համախմբում.
Դասերի ժամանակ
1. Ներածություն
Կազմակերպման ժամանակ.
Ստուգում ուսանողների համար:
Դասի թեման. Թեման գրեք գրատախտակին և սովորողների տետրերում:
2. Նոր նյութի ուսուցում
Ի՞նչ եք կարծում, ո՞րն է լինելու մեր այսօրվա դասի թեման:
1. Երկաթի տեսքըմարդկային քաղաքակրթության մեջ նշանավորվեց երկաթի դարաշրջանի սկիզբը:
Որտեղի՞ց էին հնագույն մարդիկ ձեռք բերել երկաթը այն ժամանակ, երբ դեռ չգիտեին, թե ինչպես այն հանել հանքաքարից: Երկաթը, թարգմանված շումերերենից, մետաղ է «երկնքից իջած, դրախտային»: Առաջին երկաթը, որին հանդիպեց մարդկությունը, երկաթն էր երկնաքարերից: Նա առաջին անգամ ապացուցեց, որ «երկնքից երկաթե քարեր են ընկնում», 1775 թվականին ռուս գիտնական Պ.Ս. Պալասը, որը Սանկտ Պետերբուրգ է բերել հայրենի երկաթե երկնաքարի բլոկ՝ 600 կգ քաշով։ Ամենամեծ երկաթե երկնաքարը «Գոբա» երկնաքարն է, որը հայտնաբերվել է 1920 թվականին Հարավարևմտյան Աֆրիկայում և կշռում է մոտ 60 տոննա։ Հիշենք Թութանհամոնի գերեզմանը՝ ոսկի, ոսկի։ Հոյակապ աշխատանքը հրճվում է, փայլը կուրացնում է աչքերը։ Բայց ահա թե ինչ է գրում Կ. Քերրամը «Աստվածներ, դամբարաններ, գիտնականներ» գրքում Թութանհամոնի փոքրիկ երկաթյա ամուլետի մասին. ամենամեծ արժեքը մշակույթի պատմության տեսանկյունից»: Փարավոնի դամբարանում հայտնաբերվել են միայն մի քանի երկաթյա իրեր, որոնցից է Հորուս աստծո երկաթե ամուլետը, երկաթե շեղբով և ոսկե բռնակով փոքրիկ դաշույն, «Ուրս» փոքրիկ երկաթե նստարան:
Գիտնականները ենթադրում են, որ հենց Փոքր Ասիայի երկրներն էին, որտեղ ապրում էին խեթական ցեղերը, որտեղ հայտնվել է սեւ մետալուրգիան։ Երկաթը Եվրոպա է եկել Փոքր Ասիայից դեռ մ.թ.ա. 1-ին հազարամյակում; Այսպիսով սկսվեց երկաթի դարը Եվրոպայում:
Դամասկոսի հայտնի պողպատը (կամ դամասկոսի պողպատը) պատրաստվել է Արևելքում դեռ Արիստոտելի ժամանակներում (մ.թ.ա. 4-րդ դար): Բայց դրա արտադրության տեխնոլոգիան երկար դարեր գաղտնի էր պահվում։
Ես երազում էի մի ուրիշ տխրության մասին
Մոխրագույն Դամասկոսի պողպատի մասին.
Ես տեսա պողպատե բնավորությունը
Որպես երիտասարդ ստրուկներից մեկը
Ընտրեց, կերակրեց նրան,
Այնպես որ նրա ուժի մարմինը հավաքագրվեց:
Սպասում է ժամկետի
Եվ հետո տաք սայր
Ընկղմված մկանուտ մսի մեջ
Նրանք հանեցին պատրաստի շեղբը։
Պողպատից ուժեղ, չտեսա Արևելքը,
Ավելի ուժեղ, քան պողպատը և ավելի դառը, քան վիշտը:
Քանի որ Դամասկոսի պողպատը շատ բարձր կարծրություն և առաձգականություն ունեցող պողպատ է, դրանից պատրաստված արտադրանքը կարող է չբութանալ, երբ կտրուկ սրվում է: Դամասկոսի պողպատի գաղտնիքը բացահայտել է ռուս մետալուրգ Պ.Պ. Անոսովը։ Նա շատ դանդաղ սառեցրեց տաք պողպատը որոշակի ջերմաստիճանի տաքացված տեխնիկական յուղի հատուկ լուծույթում; սառեցման գործընթացում պողպատը կեղծվել է:
(Նկարների ցուցադրում):
Երկաթ - արծաթագույն մոխրագույն մետաղ |
 Երկաթ - արծաթագույն մոխրագույն մետաղ |
 Այս եղունգները պատրաստված են երկաթից |
 Պողպատը օգտագործվում է ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ |
 Պողպատն օգտագործվում է բժշկական գործիքներ պատրաստելու համար |
 Պողպատը օգտագործվում է լոկոմոտիվներ պատրաստելու համար |
 |
 Բոլոր մետաղները ենթակա են կոռոզիայի |
|
|
|
2. Երկաթի դիրքը ՊՍՇԵՄ-ում.
Մենք պարզում ենք երկաթի դիրքը PSCM-ում, միջուկի լիցքը և էլեկտրոնների բաշխումը ատոմում։
3. Երկաթի ֆիզիկական հատկությունները.
Երկաթի ի՞նչ ֆիզիկական հատկություններ գիտեք:
Երկաթը արծաթափայլ, սպիտակ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը 1539 o C է։ Այն շատ ճկուն է, հետևաբար հեշտությամբ մշակվում է, դարբնվում, գլորվում, դրոշմվում։ Երկաթը ունի մագնիսացման և ապամագնիսացման հատկություն, հետևաբար այն օգտագործվում է որպես էլեկտրամագնիսների միջուկներ տարբեր էլեկտրական մեքենաներում և ապարատներում։ Այն կարող է ավելի մեծ ամրություն և կարծրություն ստանալ ջերմային և մեխանիկական գործողության մեթոդներով, օրինակ՝ մարման և գլորման միջոցով։
Կան քիմիապես մաքուր և տեխնիկապես մաքուր երկաթ։ Տեխնիկապես մաքուր երկաթը, փաստորեն, ցածր ածխածնային պողպատ է, այն պարունակում է 0,02-0,04% ածխածին, և նույնիսկ ավելի քիչ թթվածին, ծծումբ, ազոտ և ֆոսֆոր: Քիմիապես մաքուր երկաթը պարունակում է 0,01%-ից պակաս կեղտեր: քիմիապես մաքուր երկաթարծաթափայլ մոխրագույն, փայլուն, արտաքին տեսքով շատ նման է պլատինե մետաղին: Քիմիապես մաքուր երկաթը դիմացկուն է կոռոզիայից (հիշեք, թե ինչ է կոռոզիան. քայքայիչ մեխի ցուցադրում) և լավ դիմադրում է թթուներին: Այնուամենայնիվ, կեղտերի աննշան բաժինները զրկում են նրան այս թանկարժեք հատկություններից:
4. Երկաթի քիմիական հատկությունները.
Ելնելով մետաղների քիմիական հատկությունների մասին գիտելիքներից՝ ի՞նչ եք կարծում, ինչպիսի՞ն կլինեն երկաթի քիմիական հատկությունները:
Փորձառությունների ցուցադրում.
- Երկաթի փոխազդեցությունը ծծմբի հետ.
Գործնական աշխատանք.
- Երկաթի փոխազդեցությունը աղաթթվի հետ.
- Երկաթի փոխազդեցությունը պղնձի (II) սուլֆատի հետ:
5. Երկաթի օգտագործումը.
Զրույց.
-Ինչպե՞ս եք պատկերացնում, ինչպիսի՞ն է երկաթի բաշխվածությունը բնության մեջ:
Երկաթը բնության մեջ ամենատարածված տարրերից մեկն է: Երկրակեղևում նրա զանգվածային բաժինը կազմում է 5,1%, ըստ այս ցուցանիշի՝ այն զիջում է միայն թթվածինին, սիլիցիումին և ալյումինին։ Շատ երկաթ է հայտնաբերվել նաև երկնային մարմիններում, ինչը հաստատվում է սպեկտրային վերլուծության տվյալների հիման վրա։ Լուսնի հողի նմուշներում, որոնք առաքվել են «Լունա» ավտոմատ կայանի կողմից, երկաթ է հայտնաբերվել չօքսիդացված վիճակում։
Երկաթի հանքաքարերը բավականին տարածված են Երկրի վրա։ Ուրալի լեռների անունները խոսում են իրենց մասին՝ Բարձր, Մագնիսական, Երկաթե: Գյուղատնտեսական քիմիկոսները հողերում գտնում են երկաթի միացություններ։
Ի՞նչ ձևով է երկաթը հայտնվում բնության մեջ:
Երկաթը հանդիպում է ժայռերի մեծ մասում: Երկաթ ստանալու համար օգտագործվում են 30-70% և ավելի երկաթի պարունակությամբ երկաթի հանքաքարեր։ Երկաթի հիմնական հանքաքարերն են՝ մագնիտիտ - Fe 3 O 4 պարունակում է 72% երկաթ, հանքավայրեր են հայտնաբերվել Հարավային Ուրալում, Կուրսկի մագնիսական անոմալիա; հեմատիտ - Fe 2 O 3 պարունակում է մինչև 65% երկաթ, այդպիսի հանքավայրեր հայտնաբերված են Կրիվոյ Ռոգի շրջանում; լիմոնիտ - Fe 2 O 3 * nH 2 O պարունակում է մինչև 60% երկաթ, հանքավայրեր հայտնաբերված են Ղրիմում; պիրիտը - FeS 2-ը պարունակում է մոտավորապես 47% երկաթ, հանքավայրեր հայտնաբերված են Ուրալում: (Աշխատանք ուրվագծային քարտեզների հետ):
Ո՞րն է երկաթի դերը մարդու և բույսերի կյանքում:
Կենսաքիմիկոսները հայտնաբերել են երկաթի կարևոր դերը բույսերի, կենդանիների և մարդկանց կյանքում: Լինելով հեմոգլոբին կոչվող չափազանց բարդ օրգանական միացության մաս՝ երկաթը որոշում է այս նյութի կարմիր գույնը, որն իր հերթին որոշում է մարդկանց և կենդանիների արյան գույնը։ Հասուն մարդու օրգանիզմը պարունակում է 3 գ մաքուր երկաթ, որի 75%-ը հեմոգլոբինի մի մասն է։ Հեմոգլոբինի հիմնական դերը թթվածնի փոխանցումն է թոքերից հյուսվածքներ, իսկ հակառակ ուղղությամբ՝ CO 2։
Բույսերը նույնպես երկաթի կարիք ունեն։ Մտնում է ցիտոպլազմայի կազմի մեջ, մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին։ Երկաթե չպարունակող հիմքի վրա աճեցված բույսերը ունեն սպիտակ տերևներ: Ենթաշերտին երկաթի մի փոքր հավելում, և դրանք դառնում են կանաչ: Ավելին, արժե սպիտակ թերթիկը քսել երկաթ պարունակող աղի լուծույթով, և շուտով քսված տեղը կանաչում է։
Այսպիսով, նույն պատճառով՝ հյութերի և հյուսվածքների մեջ երկաթի առկայությունից, բույսերի տերևներն ուրախ կանաչում են, իսկ մարդու այտերը վառ կարմրում։
Մարդկության կողմից օգտագործվող մետաղների մոտավորապես 90%-ը երկաթի հիմքով համաձուլվածքներ են։ Աշխարհում շատ երկաթ կա ձուլված, մոտ 50 անգամ ավելի շատ, քան ալյումինը, էլ չեմ խոսում այլ մետաղների մասին։ Երկաթի վրա հիմնված համաձուլվածքները ունիվերսալ են, տեխնոլոգիապես առաջադեմ, մատչելի և էժան: Երկաթը վաղուց պետք է լինի քաղաքակրթության հիմքը:
3. Տեղադրեք տնային իրերը
14, նախկին. Թիվ 6, 8, 9 (ըստ Օ.Ս. Գաբրիելյանի «Քիմիա 9» դասագրքի աշխատանքային գրքույկի, 2003 թ.):
4. Ուսումնասիրված նյութի համախմբում
- Օգտագործելով գրատախտակին գրված հղման գծապատկերը՝ եզրակացրեք՝ ի՞նչ է երկաթը և ի՞նչ հատկություններ ունի։
- Գրաֆիկական թելադրություն (նախապես պատրաստել գծված ուղիղ գծով թռուցիկներ՝ բաժանված 8 հատվածի և համարակալված ըստ թելադրության հարցերի։ Հատվածի վրա «^» տնակով նշել ճիշտ համարվող դիրքի թիվը)։
Տարբերակ 1.
- Երկաթը ակտիվ ալկալիական մետաղ է:
- Երկաթը հեշտությամբ կեղծվում է:
- Երկաթը բրոնզե համաձուլվածքի մի մասն է:
- Երկաթի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը ունի 2 էլեկտրոն։
- Երկաթը փոխազդում է նոսր թթուների հետ։
- Հալոգենների հետ առաջացնում է հալոգենիդներ՝ +2 օքսիդացման աստիճանով։
- Երկաթը չի փոխազդում թթվածնի հետ։
- Երկաթը կարելի է ձեռք բերել նրա աղի հալվածքի էլեկտրոլիզով։
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Տարբերակ 2.
- Երկաթը արծաթագույն-սպիտակ մետաղ է։
- Երկաթը մագնիսանալու հատկություն չունի։
- Երկաթի ատոմները ցուցաբերում են օքսիդացնող հատկություն։
- Երկաթի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը ունի 1 էլեկտրոն։
- Երկաթը տեղահանում է պղնձը իր աղերի լուծույթներից:
- Հալոգենների հետ առաջացնում է +3 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ։
- Ծծմբաթթվի լուծույթով ձևավորում է երկաթի սուլֆատ (III):
- Երկաթը չի կորոզիայի ենթարկվում։
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Առաջադրանքը կատարելուց հետո սովորողները փոխում են իրենց աշխատանքը և ստուգում այն (աշխատանքի պատասխանները փակցվում են գրատախտակին, կամ ցուցադրվում են պրոյեկտորի միջոցով):
Նշման չափանիշներ.
- «5» - 0 սխալ,
- «4» - 1-2 սխալ,
- «3» - 3-4 սխալ,
- «2» - 5 կամ ավելի սխալ:
Օգտագործված գրքեր
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան. - Մ.: Բուստարդ, 2001:
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Գիրք ուսուցչի համար. - Մ.: Բուստարդ, 2002 թ.
- Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան. Աշխատանքային տետր. - Մ.: Բուստարդ, 2003:
- Կրթական արդյունաբերություն. Հոդվածների ամփոփում. Թողարկում 3. - M .: MGIU, 2002 թ.
- Մալիշկինա Վ. Զվարճալի քիմիա. - Սանկտ Պետերբուրգ, «Տրիգոն», 2001 թ.
- Ծրագրային-մեթոդական նյութեր. Քիմիա 8-11 դասարաններ. - Մ.: Բուստարդ, 2001:
- Ստեպին Բ.Դ., Ալիկբերովա Լ.Յու. Քիմիայի գիրք տնային ընթերցանության համար. - Մ.: Քիմիա, 1995:
- Ես գնում եմ քիմիայի դասի։ Գիրք ուսուցչի համար. – Մ.: «Առաջին սեպտեմբերի», 2000 թ.
Դիմումներ
Դու գիտես դա?
Երկաթ կյանքի ամենակարևոր տարրերից մեկն է: Արյունը պարունակում է երկաթ, և հենց երկաթն է որոշում արյան գույնը, ինչպես նաև նրա հիմնական հատկությունը՝ թթվածին կապելու և արձակելու ունակությունը։ Այս ունակությունն ունի բարդ միացություն՝ հեմը՝ հեմոգլոբինի մոլեկուլի անբաժանելի մասը։ Բացի հեմոգլոբինից, երկաթը մեր օրգանիզմում կա նաև միոգլոբինում՝ սպիտակուց, որը մկաններում թթվածին է կուտակում: Կան նաև երկաթ պարունակող ֆերմենտներ։
Հնդկաստանի Դելի քաղաքի մոտակայքում կա երկաթե սյուն՝ առանց ժանգի չնչին կետի, թեև դրա տարիքը գրեթե 2800 տարի է։ Սա հայտնի Կուտուբ սյունն է՝ մոտ յոթ մետր բարձրությամբ և 6,5 տոննա քաշով, սյունակի վրա գրված է, որ այն կանգնեցվել է 9-րդ դարում։ մ.թ.ա ե. Երկաթի ժանգոտումը` երկաթի մետահիդրօքսիդի առաջացումը, կապված է խոնավության և մթնոլորտային թթվածնի հետ դրա փոխազդեցության հետ:
Այնուամենայնիվ, այս ռեակցիան, երկաթի, և հիմնականում ածխածնի, սիլիցիումի և ծծմբի տարբեր կեղտերի բացակայության դեպքում, չի ընթանում: Սյունը շատ մաքուր մետաղից էր՝ սյունակի երկաթը 99,72% էր։ Սա բացատրում է դրա ամրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը:
1934 թվականին «Մայնինգ ժուռնալում» հայտնվեց հոդված՝ «Երկաթի և պողպատի բարելավում ... գետնին ժանգոտելով»։ Երկրի մեջ ժանգոտվելու միջոցով երկաթը պողպատի վերածելու եղանակը մարդկանց հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Օրինակ՝ Կովկասում չերքեզները քերթված երկաթը թաղում էին հողի մեջ և 10-15 տարի հետո այն փորելուց հետո, դրանից իրենց թուրերը կեղծում էին, որոնք նույնիսկ կարող էին կտրել ատրճանակի փողը, վահանը և թշնամու ոսկորները։
Հեմատիտ
Հեմատիտ կամ կարմիր երկաթի հանքաքար - մեր ժամանակի հիմնական մետաղի հիմնական հանքաքարը՝ երկաթը։ Դրանում երկաթի պարունակությունը հասնում է 70%-ի։ Հեմատիտը հայտնի է վաղուց: Բաբելոնում և Հին Եգիպտոսում այն օգտագործվում էր ոսկերչության մեջ, կնիքների պատրաստման համար, քաղկեդոնի հետ միասին, որպես փորագրված քարի սիրելի նյութ: Ալեքսանդր Մակեդոնացին ուներ հեմատիտով մատանի, որը, նրա կարծիքով, անխոցելի էր դարձնում մարտերում: Հնում և միջնադարում հեմատիտը հայտնի էր որպես արյունը դադարեցնող դեղամիջոց։ Այս հանքանյութի փոշին հնագույն ժամանակներից օգտագործվել է ոսկու և արծաթի արտադրանքի համար:
Հանքանյութի անվանումը գալիս է հունարենից դետա- արյուն, որը կապված է այս հանքանյութի փոշու բալի կամ մոմ կարմիր գույնի հետ:
Հանքանյութի կարևոր հատկանիշը գույնը պահպանելու և այն այլ հանքանյութեր փոխանցելու ունակությունն է, որոնց մեջ մտնում է հեմատիտի առնվազն մի փոքր խառնուրդ: Սուրբ Իսահակի տաճարի գրանիտե սյուների վարդագույն գույնը ֆելդսպարի գույնն է, որոնք իրենց հերթին ներկված են նուրբ փոշիացված հեմատիտով։ Մայրաքաղաքի մետրոյի կայարանների ձևավորման մեջ օգտագործված հասպիսի գեղատեսիլ նախշերը, Ղրիմի նարնջագույն և վարդագույն եղջյուրները, սիլվինի և կարնալիտի մարջանագույն միջաշերտերը աղի շերտերում, բոլորն իրենց գույնը պարտական են հեմատիտին:
Կարմիր ներկը վաղուց պատրաստվել է հեմատիտից: 15-20 հազար տարի առաջ արված բոլոր հայտնի որմնանկարները՝ Ալտամիրայի քարանձավի հրաշալի բիզոնը և հայտնի Քեյփ քարանձավի մամոնտները, պատրաստված են ինչպես շագանակագույն օքսիդներով, այնպես էլ երկաթի հիդրօքսիդներով:
Մագնետիտ
Մագնետիտ կամ մագնիսական երկաթի հանքաքար - 72% երկաթ պարունակող հանքանյութ: Այն ամենահարուստ երկաթի հանքաքարն է։ Այս հանքանյութի ուշագրավը նրա բնական մագնիսականությունն է՝ այն հատկությունը, որի շնորհիվ այն հայտնաբերվել է։
Ըստ հռոմեացի գիտնական Պլինիոսի՝ մագնետիտը ստացել է հունական հովիվ Մագնեսի անունը։ Մագնեսն արածեց երամակը գետի վերևում գտնվող բլրի մոտ։ Հինդուիզմը Թեսալիայում. Հանկարծ երկաթե ծայրով և մեխերով շարված սանդալներով գավազանը գրավեց իրեն մի լեռ, որը կազմված էր ամուր մոխրագույն քարից։ Միներալային մագնիտիտն իր հերթին անվանել է մագնիսը, մագնիսական դաշտը և մագնիսականության ողջ առեղծվածային ֆենոմենը, որը մանրակրկիտ ուսումնասիրվել է Արիստոտելի ժամանակներից մինչև մեր օրերը։
Այս հանքանյութի մագնիսական հատկությունները մինչ օրս օգտագործվում են հիմնականում հանքավայրերի որոնման համար: Ահա թե ինչպես են հայտնաբերվել երկաթի եզակի հանքավայրեր Կուրսկի մագնիսական անոմալիա (KMA) տարածքում: Հանքանյութը ծանր է՝ մագնիտիտի խնձորի չափի նմուշը կշռում է 1,5 կգ։
Հին ժամանակներում մագնիտիտն օժտված էր բոլոր տեսակի բուժիչ հատկություններով և հրաշքներ գործելու ունակությամբ: Այն օգտագործվում էր վերքերից մետաղ հանելու համար, և Իվան Ահեղը իր գանձերի մեջ, այլ քարերի հետ միասին, պահում էր իր աննկատ բյուրեղները:
Պիրիտը կրակի նման հանքանյութ է։
Պիրիտ - Այդ հանքանյութերից մեկը, որը տեսնելով ուզում ես բացականչել. «Իսկապե՞ս այդպես է»: Դժվար է հավատալ, որ կտրման և փայլեցման ամենաբարձր դասը, որը մեզ հարվածում է տեխնածին արտադրանքներում, պիրիտի բյուրեղներում, բնության առատաձեռն նվերն է:
Պիրիտը ստացել է իր անվանումը հունարեն «pyros» բառից՝ կրակ, որը կապված է պողպատե առարկաների հարվածների դեպքում կայծ տալու իր հատկության հետ: Այս գեղեցիկ հանքանյութը հարվածում է ոսկեգույն գույնով, վառ փայլով գրեթե միշտ մաքուր եզրերին: Իր հատկությունների շնորհիվ պիրիտը հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից, և ոսկու տենդի համաճարակների ժամանակ պիրիտը կայծեր է քվարցային երակով մեկից ավելի տաք գլուխ: Նույնիսկ հիմա, սկսնակ քարասերները հաճախ պիրիտը շփոթում են ոսկու հետ:
Պիրիտը ամենուր առկա հանքանյութ է. այն առաջանում է մագմայից, գոլորշիներից և լուծույթներից և նույնիսկ նստվածքներից, ամեն անգամ հատուկ ձևերով և համակցություններով: Հայտնի է դեպք, երբ մի քանի տասնամյակների ընթացքում հանքափոր ընկած հանքափորի մարմինը վերածվել է պիրիտի։ Պիրիտում երկաթը շատ է՝ 46,5%, սակայն դրա արդյունահանումը թանկ է ու անշահավետ։
