Kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, rautaa

Rauta - tunnettu alkuainetta. Se viittaa keskimääräiseen reaktiivisen metallin. Ominaisuuksia ja sovelluksia raudan käsitellään tässä artikkelissa.

Esiintyvyys luonnossa

On melko paljon mineraaleja, jotka sisältävät Ferrum. Ensinnäkin se on magnetiitti. Hän on seitsemänkymmentä kaksi prosenttia koostuu raudasta. Sen kemiallinen kaava - Fe _{3O 4.} Tämä mineraali tunnetaan myös magnetiitti. Se on vaalean harmaa väri, joskus tummanharmaa tai musta metallinen kiilto. Hänen suurin talletus sijaitsee Uralin CIS.

Seuraava mineraali, jolla on korkea rautapitoisuus - hematiitti - se käsittää seitsemänkymmentä prosenttia tämän elementin. Sen kemiallinen kaava - Fe ₂ O _3. Sitä kutsutaan myös hematiitti. Se on väri punaruskea punaiseen-harmaa. Suurin kaivos IVY on Kryvyi Rih.

Kolmas mineraalipitoisuus FERRUM - limonite. Täällä rauta shestdesyat prosenttia kokonaispainosta. Tämä kiteinen, eli sen kidehilassa kudottu vesimolekyylin sen kemiallinen kaava - Fe ₂ O ₃ • H _2O Kuten nimi kertoo, tämä mineraali on keltainen väriltään, joskus ruskea. Hän on yksi tärkeimmistä komponenteista luonnon okran ja sitä käytetään pigmenttinä. Sitä kutsutaan myös limonite. Suurin paikka esiintyminen - Krimin Uralille.

Sideriitti, ns sideriitti neljäkymmentä kahdeksan prosenttia Ferrum. Sen kemiallinen kaava - Feco _3. Sen rakenne ei ole homogeeninen ja se koostuu eri väri on kytketty yhteen kiteitä: harmaa, vaalean vihreä, harmaa-keltainen, ruskea, ja muut.

Jälkimmäinen on usein luonnossa esiintyvä mineraali, joilla on korkea pitoisuus FERRUM - pyriittiä. Se on kemiallinen kaava _FeS2. Rauta on neljäkymmentäkuusi prosenttia kokonaispainosta. Koska rikkiatomit mineraali on kullankeltainen väri.

Monet tutkittiin mineraalien käytetään tuottamaan puhdasta rautaa. Lisäksi hematiitti käytetään valmistuksessa korut luonnon kiviä. Pyrite sulkeumat voivat olla läsnä koruja Lapislatsuli. Lisäksi luonne rauta löytyy koostumukseen elävien organismien - se on yksi tärkeimmistä osista solun. Tämä hivenaine on siirtyä ihmiseen riittävä määrä. Lääkkeen ominaisuudet rauta on suurelta osin johtuu siitä, että tämä alkuaine on perusteella hemoglobiinin. Siksi käyttöä Ferrum on hyvä veren kunnossa, ja näin ollen koko elimistöön.

Laitteisto: fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Mieti järjestystä näiden kahden suuria osia. Fysikaaliset ominaisuudet rautaa - on sen ulkonäkö, tiheys, sulamispiste jne Eli kaikki tuntomerkkejä aineita, jotka liittyvät fysiikan ... Kemialliset ominaisuudet rauta - on sen kyky reagoida muiden yhdisteiden kanssa. Aloitetaan ensimmäisestä.

Fysikaaliset ominaisuudet rautaa

Sen puhtaassa muodossa normaaleissa olosuhteissa on kiinteä. Se on hopeanharmaa väri ja lausutaan metallin hohtoa. Mekaaniset ominaisuudet ovat rauta taso kovuus Mohsin asteikolla. Se on yhtä suuri kuin neljä (keskiarvo). Rauta on hyvä sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus. Viimeksi mainittu ominaisuus voi tuntea koskettamalla rauta objekti kylmähuoneessa. Koska tämä materiaali johtaa lämpöä nopeasti, hän lyhyessä ajassa vie suuren osan ihoa, joten tuntuu kylmä. Koskettava, esimerkiksi puu, on huomattava, että sen lämmönjohtavuus on paljon pienempi. Fysikaaliset ominaisuudet rauta - sen sulamista ja kiehumislämpötilan. Ensimmäinen on 1539 astetta, ja toinen - 2860 astetta. Voidaan päätellä, että tyypilliset ominaisuudet rautaa - hyvä plastisuus ja sujuvuus. Mutta ei siinä kaikki.

Myös fysikaaliset ominaisuudet raudan ja osa siitä on ferromagneettista. Mikä se on? Rauta, magneettiset ominaisuudet, jotka voimme nähdä käytännön esimerkkejä päivittäin - ainoa metalli, joka on ainutlaatuinen erottava piirre. Tämä johtuu siitä, että aktiivinen materiaali pystyy magnetoitumaan magneettikentän. Ja päättymisen viime raudan, magneettiset ominaisuudet, jotka oli juuri muodostunut, pitkään pysynyt magneetti itse. Tämä ilmiö voidaan selittää sillä, että rakenne metallia on mukana useita vapaita elektroneja, jotka voivat liikkua.

Suhteen kemian

Tämä elementti koskee metallien keskimäärin aktiivisuutta. Kuitenkin, kemialliset rauta ominaisuudet ovat tyypillisiä kaikkien muiden metallien (muut kuin ne, jotka ovat oikealla vedyn sähkökemiallisessa sarjassa). Se pystyy vastaamaan moniin aineluokkien.

Aloitetaan yksinkertainen

Ferrum reagoimaan kilorodom, typpi, halogeeni (jodi, bromi, kloori, fluori), fosforia, hiiltä. Ensimmäinen asia harkita - reaktio oksigeenisen. Poltettaessa Ferrum sen oksideja. Riippuen reaktio-olosuhteista ja mittasuhteet osapuolten välillä, ne voivat vaihdella. Esimerkkinä näitä vuorovaikutuksia voidaan johtaa seuraavan reaktioyhtälön: 2Fe + O ₂ = 2FeO; 4Fe + 3O ₂ = 2Fe _{2O 3;} 3fe + 2O ₂ = Fe _{3O 4.} Ja ominaisuudet rautaoksidia (fyysinen ja kemiallinen) voi vaihdella, riippuen sen erilaisia. Tällaisia reaktioita esiintyy korkeissa lämpötiloissa.

Seuraava - vuorovaikutus typellä. Se voi ilmetä myös vain sillä ehdolla lämmityksen. Jos otamme kuusi moolia rautaa yhtä moolia kohti typpeä saadaan kaksi moolia rautanitridin. Reaktioyhtälö on seuraava: 6Fe + N ₂ = 2Fe ₃ N.

Reaktiolla fosforia muodostetaan fosfidi-. Reaktiota varten, tällaiset komponentit ovat tarpeen: kolme Ferrum moolia - moolia kohti fosforia, on muodostettu seurauksena yksi mooli phosphide. Yhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti: 3Fe + P = Fe ₃ s

Lisäksi vuorovaikutus voidaan myös eristää joukosta alkuainerikin aineiden reaktioita. Näin on mahdollista saada rikkivetyä. Periaate, jolle prosessin muodostumista aineen, jotka ovat samanlaisia kuin edellä on kuvattu. Nimittäin, on additioreaktio. Kaikki kemialliset vuorovaikutukset Tällainen edellyttää erityistä olosuhteissa, pääasiassa korkean lämpötilan, ainakin - katalyyttejä.

Se on yleinen myös kemianteollisuudessa reaktio raudan ja halogeenit. Tämän klooraus, bromaus, jodaus, fluoraus. Kuten nimi itse reaktiot, prosessi liittyä Ferrum atomia kloori- atomia / bromi / jodi / fluoridia kloridi / bromidi / jodidi / fluoridi vastaavasti. Näitä materiaaleja käytetään laajalti eri toimialoilla. Lisäksi, Ferrum voidaan yhdistää piitä korkeissa lämpötiloissa. Johtuen siitä, että kemialliset ominaisuudet rauta ovat erilaisia, se on usein käytetään kemianteollisuudessa.

Ferrum ja monimutkaisten aineiden

Yksinkertaisista aineista siirtyy molekyylejä, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta eri alkuaineet. Ensimmäinen asia mainita - Ferrum reaktio vedellä. Siellä näkyvät perusominaisuudet rautaa. Kun lämmitetty vesi raudan kanssa muodostettu perus- oksidi (se on nimeltään niin, koska se muodostaa hydroksidi, toisin sanoen, kun vuorovaikutuksessa samaa vettä - pohja). Joten, jos otamme yksi mooli molempien komponenttien on muodostettu siten, aineiden ferrum hiilidioksidia ja vetykaasua pistävä haju - kuten moolisuhteessa yhden suhde yhteen. Yhtälö Tällaisten reaktioiden voidaan kirjoittaa seuraavasti: Fe + H _2O = FeO + _H2. Osuuksista riippuen, jossa sekoittaa kaksi komponenttia, voidaan saada di- tai rauta rikkitrioksidia. Molemmat näistä aineista ovat hyvin yleisiä kemianteollisuudessa, ja käytetään myös monilla muilla teollisuudenaloilla.

Happojen kanssa ja suolat

Koska ferrum on jäljellä vedyn Metallien jännitesarja toimintaa, se spososoben syrjäyttää aktiivisen elementin yhdisteitä. Esimerkki tästä on vaihdosta reaktio, joka voidaan havaita, kun lisätään rautaa hapon. Esimerkiksi, jos sekoitetaan yhtä moolisuhteessa raudan ja sulfaatin happoa (eli rikkihappo) keskimääräinen pitoisuus, seurauksena saadaan rautasulfaattia (II) ja vetyä Yhtä suuret mooliosuudet. Yhtälö Tällaisen reaktion näyttää tältä: Fe + H _{2SO 4} = FeSO ₄ + H _2.

Aikana vuorovaikutus rauta- ilmenee vähentää ominaisuuksia. Toisin sanoen, käytettäessä voidaan erottaa vähemmän aktiivisia metallisuoloja. Esimerkiksi, jos otamme yksi mooli kuparisulfaattia ja samalla Ferrum, voimme saada rautasulfaattia (II) ja puhtaan kuparin Yhtä suuret mooliosuudet.

Arvo organismin

Yksi yleisimmistä maankuoressa alkuaineita - rautaa. Ominaisuudet asia olemme jo harkittu, ja nyt tulemme sen biologisesta näkökulmasta. Ferrum on erittäin tärkeä tehtävä solutasolla ja tasolla koko organismin. Ensisijaisesti rauta on perusta tällaisen proteiinin hemoglobiini. On välttämätöntä, että hapen kuljetusta veren keuhkoista kaikki kudosten, elinten, että jokainen solu kehon, erityisesti aivojen neuronien. Näin ollen, edulliset ominaisuudet rautaa ei voida korostaa liikaa.

Lisäksi se vaikuttaa kroveobrazovanie, Ferrum on myös tärkeää normaalin toiminnan kilpirauhanen (se edellyttää paitsi jodi, kuten jotkut uskovat). Myös rauta on mukana solunsisäisen aineenvaihdunnan, säätelee immuunijärjestelmää. Tarkemmin Ferrum suuria määriä löytyy maksasoluissa, koska se auttaa neutraloimaan haitallisia aineita. Hän on myös yksi tärkeimmistä osista monenlaisten entsyymien kehomme. Päivittäinen ihmisten ruokavaliossa tulisi sisältää kymmenen kaksikymmentä milligrammoina hivenainetta.

Foods runsaasti rautaa

Niin paljon. He syövät Sekä kasvi- ja eläinperäisissä tuotteissa. Ensimmäinen - tämä on vilja, palkokasvit, viljat (erityisesti tattari), omenat, sienet (valkoinen), kuivatut hedelmät, ruusunmarja, päärynät, persikat, avokadot, kurpitsa, mantelit, viikunat, tomaatit, parsakaali, kaali, mustikoita, karhunvatukat, selleri, jne . toinen - maksa, liha. Käyttämällä korkean rautapitoisuuden tuote on erityisen tärkeää raskauden aikana, kun rungon sikiön muodostettu vaatii suuren määrän mikroravinteiden asianmukaisen kasvua ja kehitystä.

Merkkejä puute rautaa kehosta

Oireita liian pienen summan Ferrum kehoon ovat väsymys, jatkuva jäädyttäminen kädet ja jalat, masennus, hauraat hiukset ja kynnet, älyllisen toiminnan väheneminen, ruoansulatuskanavan sairaudet, heikko, toimintahäiriö, kilpirauhanen. Jos huomaat joitakin näistä oireista, on syytä lisätä tuotteiden rautaa sisältäviä ruokavaliota tai ostaa vitamiineja tai sisältäviä lisäravinteita Ferrum. Muista myös neuvotella lääkärin kanssa, jos jokin näistä oireista tuntuu liian huonosti.

Käyttämällä Ferrum Teollisuus

Soveltamiseen ja ominaisuudet rauta liittyvät läheisesti toisiinsa. Koska sen ferromagneettinen, sitä käytetään valmistuksessa magneetteja - sekä heikompi kotikäyttöön (matkamuisto magneetteja jääkaappi, jne ...) ja tehokkaampia - teollisiin tarkoituksiin. Johtuen siitä, että pidetään metalli on suuri lujuus ja kovuus, ja sen antiikin käytetty aseita, panssareita ja muita sotilaallisia ja kotimaan välineitä. Muuten, muinaisessa Egyptissä on tiedetty raakarautaa ominaisuuksiltaan parempia kuin perinteisen metallin. Myös erityinen rautaa käytettiin antiikin Roomassa. Siitä tuotetaan eliitin ase. Kilpi tai miekka valmistettu rakettimainen metallista, voi vain olla hyvin rikas ja erottaa mies.

Yleensä metalli, jota pidämme tässä artikkelissa, on monipuolisin kaikkien käytettyjen aineiden ryhmä. Ensinnäkin hän teki terästä ja valurautaa, joita käytetään tuotannon eri tuotteita tarvitaan teollisuuden ja jokapäiväisessä elämässä.

Valurauta kutsutaan raudan ja hiilen seos, jolloin toinen esillä olevan 1,7-4,5 prosenttia. Jos toinen on pienempi kuin 1,7 prosenttia, niin tämän tyyppinen metalliseos tunnetaan teräs. Jos hiili on läsnä koostumuksessa noin 0,02 prosenttia, niin se on tavallinen kaupallinen rautaa. Hiilen läsnä ollessa seoksessa tarvitaan antamaan suurempi lujuus, terminen stabiilius, resistenssi ruostuvat.

Edelleen teräs voi sisältää monia muita elementtejä, kuten epäpuhtauksia. Tämä mangaani, ja fosfori ja pii. Myös tällainen metalliseos antamaan tiettyjä ominaisuuksia, voidaan lisätä kromi, nikkeli, molybdeeni, volframi, ja monia muita alkuaineita. Teräksiä, joissa suuri määrä piidioksidin (noin neljä prosenttia), jota käytetään muuntajan. Ne, jonka koostumus on paljon mangaani (jopa kaksitoista tai neljätoista prosenttia) on käyttöä valmistettaessa osia rautateiden, myllyt, hiomakoneet ja muita työkaluja, joista osa joutuvat nopeasti hankausta.

Molybdeeni syötetään seoksen koostumuksen, jotta se olisi termisesti stabiili - kuten teräs- käytetty työkalu. Lisäksi, jotta saadaan kaikki tunnettuja ja yleisesti käytettyjä kotitalouksissa muodossa veitsiä ja muita kodin työkalut ruostumattomia teräksiä on lisätty kromi metalliseos, nikkelin ja titaanin. Ja saadakseen iskunkestävä, lujat, sitkeys, riittää lisätä vanadiinia. Tehdessään niobi voi saavuttaa korkean korroosion ja kemiallisesti aggressiivisia aineita.

Mineral magnetiitti, joka aiemmin tässä artikkelissa, sinun täytyy valmistaa kiintolevyt, muistikortit ja muita laitteita tätä tyyppiä. Koska magneettiset ominaisuudet rauta löytyy laitteen muuntajat, moottorit, ja muut elektroniset tuotteet. Lisäksi, ferrum voidaan lisätä muita metalliseoksia antamaan suurempi lujuus ja mekaaninen stabiilius. Sulfaatti tätä elementtiä käytetään puutarhanhoidossa tuholaisten torjumiseksi (yhdessä kuparisulfaatti). Rautakloridien ovat välttämättömiä vedenpuhdistuksessa. Edelleen, magnetiitti jauhetta käytetään musta-valkoinen tulostimia. Tärkeimmät levitysmenetelmä pyriitin - johdetut rikkihappoa. Tämä prosessi tapahtuu laboratoriossa kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa pyriittiä Ferrum poltetaan, jolloin saatiin rautaoksidi ja rikkidioksidia. Toinen vaihe on muutos rikkidioksidi sen trioksidi, johon osallistuu happea. Ja loppuvaiheessa saatu materiaali johdetaan läpi vesihöyryn läsnä ollessa katalyyttien, ja siten antaa rikkihappoa.

Getting rauta

Yleensä tämä metalli uutetaan kahdesta tärkeimmästä mineraalista: magnetitista ja hematiitista. Tämä tehdään vähentämällä rautaa sen yhdisteistä hiilellä koksin muodossa. Tämä tehdään masuunissa, lämpötila, joka saavuttaa kaksi tuhatta astetta asteikolla Celsius. Lisäksi on olemassa tapa palauttaa ferrum-vety. Tämän vuoksi masuunin läsnäolo ei ole välttämätöntä. Tämän menetelmän toteuttamiseksi, ota erityinen savi, sekoita se murskattuun malmiin ja käsitellä vetyä vedekaapissa.

johtopäätös

Ominaisuudet ja raudan käyttö ovat moninaisia. Tämä on ehkä tärkein metalli elämässämme. Kun ihmiskunta tuli tunnetuksi, hän otti pronssipaikan, joka tuolloin oli tärkein väline kaikkien työkalujen ja aseiden valmistuksessa. Teräs ja valurauta monin tavoin ylittävät kuparin seoksen kuparin ja tinan fysikaalisten ominaisuuksien, mekaanisen rasituksen kestävyyden.

Lisäksi rauta meidän planeetallamme on yleisempi kuin monet muut metallit. Sen massafraktio maapallon kuoressa on lähes viisi prosenttia. Tämä on luonnoksesta neljäs yleisin kemiallinen elementti. Myös tämä kemiallinen elementti on erittäin tärkeä eläinten ja kasvien normaalille toiminnalle, pääasiassa siksi, että se perustuu hemoglobiiniin. Rauta on tärkein mikroelementti, jonka käyttö on tärkeä elinten terveyden ja normaalin toiminnan ylläpitämiseksi. Edellä olevan lisäksi tämä on ainoa metallia, jolla on ainutlaatuiset magneettiset ominaisuudet. Ilman lautasia on mahdotonta kuvitella elämäämme.