Raua saamine ja pealekandmine. Raua keemilised ja füüsikalised omadused

Bražnikova Alla Mihhailovna,

GBOU keskkool nr 332

Peterburi Nevski rajoon

See käsiraamat käsitleb küsimusi teemal "Raua keemia". Traditsiooniliste teoreetiliste küsimuste kõrval käsitletakse küsimusi, mis väljuvad algtasemest. See sisaldab enesekontrolli küsimusi, mis võimaldavad õpilastel eksamiks valmistudes kontrollida vastava õppematerjali omastamise taset.

PEATÜKK 1. RAUD ON LIHTNE AINE.

Raua aatomi struktuur .

Raud on d-element, mis asub perioodilise süsteemi VIII rühma kõrvalalarühmas. Looduses levinuim metall pärast alumiiniumist. See on osa paljudest mineraalidest: pruun rauamaak (hematiit) Fe 2 O 3, magnetiline rauamaak (magnetiit) Fe 3 O 4, püriit FeS 2.

Elektrooniline struktuur : 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 p 6 4 s 2 .

Valents : II, III, (IV).

Oksüdatsiooniastmed: 0, +2, +3, +6 (ainult ferraatides K 2 FeO 4).

füüsikalised omadused.

Raud on läikiv, hõbevalge metall, st. - 1539 0 C.

Kviitung.

Puhast rauda saab saada oksiidide redutseerimisel vesinikuga kuumutamisel, samuti selle soolade lahuste elektrolüüsil. Domeeniprotsess - raua saamine süsinikuga sulamite kujul (malm ja teras):

1) 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO → 3FeO + CO 2

3) FeO + CO → Fe + CO 2

Keemilised omadused.

I. Koostoime lihtainetega – mittemetallidega

1) Kloori ja väävliga (kuumutamisel). Tugevama oksüdeeriva ainega oksüdeerib kloor raua Fe 3+, nõrgemaga - väävliga - Fe 2+:

2Fe 2 + 3Cl → 2FeCl 3

2) Söe, räni ja fosforiga (kõrgel temperatuuril).

3) Kuivas õhus oksüdeerub see hapnikuga, moodustades katlakivi - raud(II) ja (III) oksiidide segu:

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 (FeO Fe 2 O 3)

II. Koostoime keeruliste ainetega.

1) Raua korrosioon (roostetamine) toimub niiskes õhus:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH) 3

Kõrgel temperatuuril (700–900 0 C) hapniku puudumisel reageerib raud veeauruga, tõrjudes sellest välja vesiniku:

3Fe+ 4H2O → Fe3O4 + 4H2

2) tõrjub lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhappest välja vesiniku:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (razb.) \u003d FeSO 4 + H 2

Kõrge kontsentratsiooniga väävel- ja lämmastikhape ei reageeri rauaga tavatemperatuuril selle passiveerumise tõttu.

Lahjendatud lämmastikhappega oksüdeeritakse raud Fe 3+-ks, HNO 3 redutseerimisproduktid sõltuvad selle kontsentratsioonist ja temperatuurist:

8Fe + 30HNO 3 (väga hästi lagunev) → 8Fe(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

Fe + 4HNO 3 (diff.) → Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Fe + 6HNO 3 (konts.) → (temperatuur) Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

3) Reaktsioon metallisoolade lahustega rauast paremal metalli pingete elektrokeemilises reas:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

PEATÜKK2. RAUD(II)ÜHENDID.

Raudoksiid(II) .

FeO oksiid on must pulber, vees lahustumatu.

Kviitung.

Taastamine raudoksiidist (III) temperatuuril 500 0 C süsinikmonooksiidi (II) toimel:

Fe 2 O 3 + CO → 2FeO + CO 2

Keemilised omadused.

Peamine oksiid, see vastab Fe (OH) 2 hüdroksiidile: see lahustub hapetes, moodustades raua (II) soolad:

FeO+ 2HCl → FeCl 2 + H 2 O

raudhüdroksiid (II).

Raudhüdroksiid Fe(OH) 2 on vees lahustumatu alus.

Kviitung.

Leeliste toime rauasooladele () ilma õhu juurdepääsuta:

FeSO 4 + NaOH → Fe(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Keemilised omadused.

Hüdroksiid Fe(OH) 2 on aluseliste omadustega, lahustub hästi mineraalhapetes, moodustades sooli.

Fe(OH)2 + H2SO4 → FeSO4 + 2H2O

Kuumutamisel laguneb:

Fe(OH) 2 → (temperatuur) FeO+ H 2 O

redoksomadused.

Raud(II)ühenditel on piisavalt tugevad redutseerivad omadused, need on stabiilsed ainult inertses atmosfääris; õhus (aeglaselt) või vesilahuses oksüdeerivate ainete toimel (kiiresti) lähevad nad raua (III) ühenditeks:

4 Fe(OH) 2 (sade) + O 2 + 2H 2 O → 4 Fe(OH) 3 ↓

2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5 Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O

Raua (II) ühendid võivad toimida ka oksüdeerivate ainetena:

FeO+ CO→ (temperatuur) Fe+ CO

PEATÜKK 3. RAUA ÜHENDID (III).

Raudoksiid(III)

Fe 2 O 3 oksiid on kõige stabiilsem looduslik hapnikku sisaldav rauaühend. See on amfoteerne oksiid, mis ei lahustu vees. See tekib püriidi FeS 2 põletamisel (vt 20.4 "SO 2 saamine".

Keemilised omadused.

1) Hapetes lahustumisel moodustuvad raua (III) soolad:

Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

2) Kaaliumkarbonaadiga sulatamisel moodustub kaaliumferriit:

Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 → (temperatuur) 2KFeO 2 + CO 2

3) Redutseerivate ainete toimel toimib see oksüdeeriva ainena:

Fe 2 O 3 + 3H 2 → (temperatuur) 2Fe + 3H 2 O

raudhüdroksiid (III)

Raudhüdroksiid Fe (OH) 3 on punakaspruun aine, vees lahustumatu.

Kviitung.

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Keemilised omadused.

Fe (OH) 3 hüdroksiid on nõrgem alus kui raud (II) hüdroksiid, sellel on nõrgalt väljendunud amfoteersus.

1) Lahustub nõrkades hapetes:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O

2) 50% NaOH lahuses keetmisel tekib

Fe(OH)3 + 3NaOH → Na3

raua soolad (III).

Vesilahuses toimub tugev hüdrolüüs:

Fe 3+ + H 2 O ↔ Fe (OH) 2+ + H +

Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O ↔ Fe (OH) SO 4 + H 2 SO 4

Tugevate redutseerivate ainete toimel vesilahuses ilmnevad need oksüdeerivad omadused, muutudes raua (II) sooladeks:

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl

Fe 2 (SO 4) 3 + Fe → 3 Fe

PEATÜKK4. KVALITATIIVSED REAKTSIOONID.

Kvalitatiivsed reaktsioonid Fe 2+ ja Fe 3+ ioonidele.

Fe 2+ iooni reaktiiviks on kaaliumheksatsüanoferraat (III) (punane veresool), mis annab koos sellega intensiivselt sinise sademe segasoolast - kaalium-raud (II) heksatsüanoferraat (III) või turnbull sinine:

FeCl 2 + K 3 → KFe 2+ ↓ + 2KCl

Fe 3+ iooni reaktiiv on tiotsüanaadi ioon (tiotsüanaadi ioon) KNS - raua (III) sooladega suhtlemisel moodustub verepunane aine - raud (III) tiotsüanaat:

FeCl3 + 3KCNS → Fe(CNS)3 + 3KCl

3) Fe 3+ ioone saab tuvastada ka kaaliumheksatsüanoferraati (II) (kollane veresool) kasutades. Sel juhul moodustub intensiivse sinise värvusega vees lahustumatu aine - kaalium-raud (III) heksatsüanoferraat (II) või Preisi sinine:

FeCl 3 + K 4 → KFe 3+ ↓ + 3KCl

PEATÜKK 5. RAUA MEDITSIINILINE JA BIOLOOGILINE TÄHENDUS.

Raua roll organismis.

Raud osaleb hemoglobiini moodustumisel veres, kilpnäärme hormoonide sünteesis, organismi kaitsmisel bakterite eest. See on vajalik immuunkaitserakkude moodustamiseks, see on vajalik B-vitamiinide "tööks".

Raud on osa enam kui 70 erinevast ensüümist, sealhulgas hingamisteedest, mis tagavad hingamisprotsessid rakkudes ja kudedes ning osalevad inimkehasse sattuvate võõrainete neutraliseerimisel.

Hematopoees. Hemoglobiin.

Gaasivahetus kopsudes ja kudedes.

Rauavaegusaneemia.

Rauapuudus organismis põhjustab selliseid haigusi nagu aneemia, aneemia.

Rauavaegusaneemia (IDA) on hematoloogiline sündroom, mida iseloomustab rauavaegusest tingitud hemoglobiini sünteesi häire ja mis avaldub aneemia ja sideropeenia kujul. IDA peamised põhjused on verekaotus ning heemirikka toidu ja joogi puudumine.

Patsienti võivad häirida väsimus, õhupuudus ja südamekloppimine, eriti pärast füüsilist pingutust, sageli - pearinglus ja peavalud, tinnitus, isegi minestamine on võimalik. Inimene muutub ärrituvaks, uni on häiritud, tähelepanu kontsentratsioon väheneb. Kuna verevool nahale on vähenenud, võib tekkida suurenenud külmatundlikkus. Samuti on sümptomid seedetraktist - söögiisu järsk langus, düspeptilised häired (iiveldus, muutused väljaheite olemuses ja sageduses).

Raud on lahutamatu osa elutähtsatest bioloogilistest kompleksidest, nagu hemoglobiin (hapniku ja süsinikdioksiidi transport), müoglobiin (hapniku säilitamine lihastes), tsütokroomid (ensüümid). Täiskasvanud inimese keha sisaldab 4-5 g rauda.

KASUTATUD KIRJANDUSE LOETELU:

K.N. Zelenin, V.P. Sergutin, O.V. Malt "Soorime keemia eksami suurepäraselt." Elbl-SPb LLC, 2001.
K.A. Makarov "Meditsiiniline keemia". Peterburi riikliku meditsiiniülikooli Peterburi kirjastus, 1996.
N.L. Glinka üldine keemia. Leningradi "Keemia", 1985.
V.N. Doronkin, A.G. Berežnaja, T.V. Sažnev, V.A. Fevraleva "Keemia. Temaatilised testid eksamiks valmistumiseks. Kirjastus "Legion", Rostov Doni ääres, 2012.

RAUD (Ferrum, Fe) - D. I. Mendelejevi perioodilise süsteemi VIII rühma element; on osa hingamisteede pigmentidest, sealhulgas hemoglobiinist, osaleb loomade ja inimeste kehas hapniku sidumise ja kudedesse transportimise protsessis; stimuleerib hematopoeetiliste organite tööd; Seda kasutatakse aneemiliste ja mõne muu patoloogilise seisundi ravimina. Radioaktiivset isotoopi 59 Fe kasutatakse radioaktiivse märgistusainena kiiludes, laboratoorsed uuringud. Järjekorranumber 26, kl. kaal 55.847.

Loodusest on leitud neli stabiilset raua isotoopi massinumbritega 54 (5,84%), 56 (91,68%), 57 (2,17%) ja 58 (0,31%).

Rauda leidub kõikjal, nii Maal, eriti selle tuumas, kui ka meteoriitides. Maakoores on rauda 4,2 massiprotsenti ehk 1,5 aatomprotsenti.Kivimeteoriitides on raua sisaldus keskmiselt 23%, mõnikord ulatub see 90%-ni (sellisi meteoriite nimetatakse raudmeteoriitideks). Keeruliste orgaaniliste ühendite kujul on raud taime- ja loomaorganismide osa.

Zh. on osa paljudest mineraalidest, milleks on raudoksiidid (punane rauamaak - Fe 2 O 3, magnetiline rauamaak - FeO-Fe 2 O 3, pruun rauamaak - 2Fe 2 O 3 -3H 2 O) ehk karbonaadid (sideriit - FeCO 3) või väävliühendid (raudpüriit, magnetpüriit) või lõpuks silikaadid (nt oliviin jne). Zh. leidub põhjavetes ja erinevate reservuaaride vetes. Zh. sisaldub merevees kontsentratsioonis 5 10 -6%.

Tsingi tehnikas kasutatakse seda sulamite kujul koos teiste elementidega, mis oluliselt muudavad selle omadusi. Suurima tähtsusega on rauasulamid süsinikuga.

Raua ja selle ühendite füüsikalis-keemilised omadused

Pure Zh. - hiilgav valge tempermalmist hallika varjundiga metall; t° pl 1539 ± 5°, t° keemistemperatuur u. 3200°; lööb kaal 7,874; omab teiste puhaste metallidega võrreldes kõrgeimaid ferromagnetilisi omadusi, st võime omandada magneti omadused välise magnetvälja mõjul.

On teada kaks raua kristallilist modifikatsiooni: alfa- ja gammaraud. Esimene, alfa modifikatsioon, on stabiilne alla 911° ja üle 1392°, teine, gamma modifikatsioon, temperatuurivahemikus 911° kuni 1392°. Temperatuuridel üle 769° on alfaraud mittemagnetiline ja alla 769° on see magnetiline. Mittemagnetilist alfarauda nimetatakse mõnikord beeta-rauaks ja kõrge temperatuuriga alfarauda nimetatakse mõnikord delta-rauaks. Zh. interakteerub kergesti lahjendatud hapetega (näiteks vesinikkloriid-, väävel-, äädikhappega) vesiniku vabanemisega ja Zh. vastavate rauasoolade, st Fe (II) soolade moodustumisega. Zh. interaktsioon tugevalt lahjendatud lämmastikhappega toimub ilma vesiniku eraldumiseta, moodustades Zh. - Fe (NO 3) 2 raudnitraatsoola ja lämmastikammooniumsoola - NH 4 NO 3. Koostoimel Zh. konts. lämmastikhape moodustab oksiidsoola Zh., st Fe (III), - Fe (NO 3) 3 soola ja samal ajal eralduvad lämmastikoksiidid.

Kuivas õhus on raud kaetud õhukese (3 nm paksuse) oksiidkilega (Fe 2 O 3), kuid ei roosteta. Kõrgel temperatuuril õhu juuresolekul raud oksüdeerub, moodustades rauakivi - oksiidi (FeO) ja oksiidi (Fe 2 O 3) segu Zh. Niiskuse ja õhu juuresolekul raud korrodeerub; see oksüdeerub rooste tekkega, serv on hüdraatunud raudoksiidide segu.Kaitse raua roostetamise eest kaetakse õhukese kihiga muid metalle (tsink, nikkel, kroom jne) või õlivärvidega ja lakid, või saavutatakse raua teke pinnale õhuke dilämmastikoksiidi kile - Fe 3 O 4 (terase sinatamine).

Zh. kuulub muutuva valentsiga elementide hulka ja seetõttu on selle ühendid võimelised osalema redoksreaktsioonides. Tuntud on kahe-, kolme- ja kuuevalentse raua ühendid.

Kõige stabiilsemad on kahe- ja kolmevalentse raua ühendid. Hapnikuühendid Zh. - oksiid (FeO) ja oksiid (Fe 2 O 3) - omavad aluselisi omadusi ja moodustavad to-tamiga sooli. Nende oksiidide hüdraadid Fe(OH) 2, Fe(OH) 3 on vees lahustumatud. Raua, st kahevalentse vedela (FeCl 2, FeSO 4 jne) soolad, mida nimetatakse Fe (II) sooladeks või ferrosooladeks, on veevabas olekus värvitud ning kristallisatsioonivee juuresolekul või lahustunud olekus on neil sinakasroheline värvus;, nad dissotsieeruvad Fe 2+ ioonide moodustumisega. Topeltammooniumsulfaadi ja kahevalentse J. (NH 4) 2 SO 4 -FeSO 4 -6H 2 O kristalset hüdraati nimetatakse Mohri soolaks. Tundlik reaktsioon Fe (II) sooladele on K 3 Fe (CN) 6 lahusega sademe teke - Fe 3 2.

Oksiidsoolad, st kolmevalentne raud või Fe (III), mida nimetatakse Fe (III) sooladeks või ferrisoolideks, on kollakaspruunid või punakaspruunid, näiteks raudkloriid, mis on kaubanduslikult saadaval kollase hügroskoopse FeCl kujul. kristalne hüdraat 3 -6H 2 O. Fe (III) kaksiksulfaatsoolad, mida nimetatakse rauamaarjaks, näiteks raud-ammooniummaarjas (NH 4) 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 24H 2 O. Fe soolad (III) dissotsieeruvad Fe 3+ ioonide moodustumisega. Tundlikud reaktsioonid Fe (III) sooladele on: 1) Preisi sinise Fe 4 3 sademe moodustumine K 4 Fe (CN) 6 lahusega ja 2) punase rodaani raua Fe (CNS) 3 moodustumine tiotsüanaatsoolade (NH 4 CNS või KCN) lisamine.

Kuuevalentse raua ühendid on raua soolad (ferraadid K2FeO4, BaFeO4). Nendele sooladele vastav raud (H2FeO4) ja selle anhüdriid on ebastabiilsed ja vabas olekus, neid ei saada. Ferraadid on tugevad oksüdeerijad, nad on ebastabiilsed ja lagunevad kergesti hapniku vabanemisel.

Vedelikes on suur hulk kompleksühendeid.Näiteks kui kaaliumtsüaniidi lisatakse raudvedeliku sooladele, moodustub kaaliumtsüaniid esmalt tsüaniidi vedeliku sade.Fe (CN) 2, mis seejärel KCN liiaga , lahustub uuesti, moodustades K 4 Fe (CN) 6 [heksatsüano-(II) kaaliumferraat, kaaliumferritsüaniid või kaaliumferritsüaniid]. Teine näide on K 3 Fe (CN) 6 [kaaliumheksatsüano-(III) ferraat, kaaliumferritsüaniid või kaaliumferrotsüaniid] jne. Ferrotsüaniid annab lahuses Fe (CN) 4 - iooni ja ferritsiiniid annab Fe ( CN) 6 3- . Nendes anioonides sisalduv Zh. ei anna kvalitatiivseid reaktsioone raua ioonidele Fe 3+ ja Fe 2+. Zh. moodustab kergesti keerulisi ühendeid paljude orgaaniliste hapetega, samuti lämmastikalustega. Raua värviliste kompleksühendite moodustumine a, alfa1-dipüridüüli või o-fenantroliiniga on väga tundlike meetodite aluseks väikeste rauakoguste tuvastamiseks ja kvantifitseerimiseks.Biogeense päritoluga ained nagu heem (vt hemoglobiin) on samuti raua kompleksühendid.

Süsinikmonooksiidiga annab raud lenduvaid ühendeid - karbonüüle. Carbonyl Zh. Fe (CO) 5 nimetatakse pentakarbonüüliks ja seda kasutatakse kõige puhtama, mis tahes lisanditeta Zh. saamiseks kemikaali saamiseks. katalüsaatorid, aga ka mõnedel elektrilistel eesmärkidel.

Raud inimkehas

Täiskasvanud inimese keha sisaldab keskmiselt 4-5 g Fe, millest u. 70% on hemoglobiini koostises, (vt), 5-10% - müoglobiini koostises (vt), 20-25% reservi kujul ja mitte rohkem kui 0,1% - vereplasmas. Nek-sülem kogus Zh. on osa erinevatest orgaanilistest ühenditest rakusiseselt. OKEI. 1% Zh. on ka osa paljudest hingamisteede ensüümidest (vt Hingamisteede pigmendid, Respiratoorsed ensüümid, Bioloogiline oksüdatsioon), mis katalüüsivad hingamisprotsesse rakkudes ja kudedes.

Vereplasmas leiduv Zh. on transpordivorm Zh., lõige on seotud valgu transferriiniga, mis esindab beeta-globuliine ja võib-olla ka alfa-globuliine ja albumiine. Teoreetiliselt võib 1 mg valguga seostada 1,25 mikrogrammi rasva, s.t kokku ca. 3 mg Zh. Kuid tegelikult on transferriin Zh-ga küllastunud vaid 20-50% (keskmiselt kolmandik). Täiendav kogus Zh., lõige võib teatud tingimustel kokku puutuda transferriiniga, määrab vere küllastumata raua sidumisvõime (NZhSS); kogusumma Zh., lõike saab ühendada transferriini abil, määrab vere üldise raua sidumisvõime (OZHSS). Vereseerumis määratakse Zh.-i sisaldus Valkvisti (V. Vahlquist) järgi Hagbergi (V. Hagberg) ja E. A. Efimova modifikatsioonis. Meetod põhineb asjaolul, et happelises keskkonnas vereplasmas olevad raud-valgu kompleksid dissotsieeruvad Zh vabanemisega Valgud sadestuvad ja valguvabas filtraadis muundatakse Fe (III) Fe (II), mis moodustab o-fenantroliiniga värvilise lahustuva kompleksi, värvi intensiivsus on sarv võrdeline Zh kogusega lahuses. Määramiseks võetakse 0,3 ml hemolüüsimata vereseerumit, arvutus tehakse kalibreerimiskõvera järgi.

Vereseerumi raua sidumisvõime määrab A. Schade Rathi (C. Rath) ja Finchi (C. Finch) modifikatsioonis. Meetod põhineb asjaolul, et beetaglobuliinide ja kahevalentse raua koosmõjul tekib oranžikaspunane kompleks. Seetõttu suureneb ferrosoolide (tavaliselt Mohri soolade) lisamisel vereseerumile selle värvuse intensiivsus, servad stabiliseeruvad järsult valgu küllastuspunktis. Koguse Zh., mis on vajalik valgu küllastumiseks, hindab NZhSS. See väärtus, mis on liidetud vedeliku kogusega vereseerumis, peegeldab OZHSS-i.

Zh. vereplasma püsimine allub igapäevastele kõikumistele, päeva teiseks pooleks väheneb. Zh. kontsentratsioon vereplasmas sõltub ka vanusest: vastsündinutel on see 175 mcg%, 1-aastastel lastel - 73 mcg%; siis tõuseb Zh.-i kontsentratsioon taas 110-115 μg%-ni ja ei muutu oluliselt kuni 13. eluaastani. Täiskasvanutel esineb vereseerumis Zh kontsentratsioonis olenevalt soost erinevusi: meestel on Zh sisaldus 120 mcg% ja naistel 80 mcg%. Täisveres on see erinevus vähem väljendunud. Normaalse vereseerumi OZHSS on 290-380 mcg%. Inimese uriiniga eritub päevas 60–100 mikrogrammi F-i.

Raua ladestumine kudedesse

Zh., mis ladestub keha kudedesse, võib olla eksogeense ja endogeense päritoluga. Eksogeenset sideroosi täheldatakse mõnel kutsealal tööalase ohuna, eriti punase rauamaagi väljatöötamisega tegelevate kaevurite ja elektrikeevitajate seas. Nendel juhtudel ladestuvad kopsudesse Fe (III) oksiidid (Fe 2 O 3), mõnikord koos radiograafiaga diagnoositud siderootiliste sõlmede moodustumisega. Histoloogiliselt on sõlmed rauda sisaldava tolmu kogunemine alveoolide luumenisse, deskvameeritud alveolaarsetesse rakkudesse, interalveolaarsetesse vaheseintesse, bronhide adventitsias koos arenguga sidekoe ümber. Elektrikeevitajates on kopsudesse ladestunud vedeliku kogus tavaliselt väike; selle osakesed on valdavalt alla 1 mikroni; kaevurite juures täheldatakse tohutuid ladestusi. Torogo kogus mõlemas kopsus võib ulatuda 45 g-ni ja moodustada 39,6% kopsu põlemisel järelejäänud tuha massist. Puhta kopsu sideroosiga, näiteks elektrikeevitajatel, ei kaasne pneumoskleroosi ja puuet; kaevuritel on aga tavaliselt siderosilikoos koos pneumoskleroosi tekkega (vt.).

Rauatükkide, laastude jms sattumisel silma täheldatakse silmamuna eksogeenset sideroosi; samal ajal läheb metalliline vedelik bikarbonaadiks, seejärel vedeloksiidi hüdraadiks ja ladestub tsiliaarkeha, eeskambri epiteeli, läätsekapsli, episkleraalse koe, võrkkesta ja nägemisnärvi protsessides. , kus seda saab tuvastada sobiva mikrokeemi abil. reaktsioonid. Eksogeenset lokaalset sideroosi võib täheldada majapidamis- ja võitlustraumade käigus kudedesse langenud rauakildude ümber (granaadikillud, kestad jne).

Endogeense sideroosi allikaks on enamikul juhtudel hemoglobiin koos selle ekstra- ja intravaskulaarse hävitamisega. Üks hemoglobiini lagunemise lõppprodukte on rauda sisaldav pigment hemosideriin, mis ladestub elunditesse ja kudedesse. Hemosideriini avastas 1834. aastal I. Müller, kuid termini "hemosideriin" pakkus A. Neumann välja alles hiljem, 1888. aastal. Hemosideriin tekib heemi lõhustumisel. See on ferritiini polümeer (vt) [Granik (S. Granick)]. Keemiliselt on hemosideriin Fe (III) hüdroksiidi agregaat, mis on enam-vähem kindlalt seotud valkude, mukopolüsahhariidide ja raku lipiididega. Hemosideriini moodustumine toimub nii mesenhümaalse kui ka epiteeli iseloomuga rakkudes. Need rakud

V. V. Serov ja V. S. Paukov tegid ettepaneku nimetada neid sideroblastideks. Hemosideriini graanulid sünteesitakse sideroblastide siderosoomides. Mikroskoopiliselt on hemosideriinil kollakas kuni kuldpruunid terad, mis paiknevad enamasti rakkude sees, kuid mõnikord ka rakuväliselt. Hemosideriini graanulid sisaldavad kuni 35% Zh.; hemosideriin ei moodusta kunagi kristalseid vorme.

Kuna hemosideriini allikaks on enamikul juhtudel hemoglobiin, võib viimase fookusladestusi täheldada kõikjal inimkehas, kus on tekkinud hemorraagia (vt Hemosideroos). Hemosideroosi korral tuvastatakse hemosideriini ladestumise kohtades SH-ferritiin (aktiivne sulfhüdrüülvorm), millel on vasoparalüütilised omadused. Hemokromatoosiga täheldatakse eriti suuri hemosideriini ladestusi, mis tekivad ferritiinist, mis on tingitud rakkude metabolismi rikkumisest Zh. samas kui maksas ületab ladestunud rasva kogus sageli 20-30 g.Rasva ladestumist hemokromatoosi korral täheldatakse lisaks maksale ka kõhunäärmes, neerudes, müokardis, retikuloendoteliaalsüsteemi organites, mõnikord ka limaskestade näärmetes. hingetorus, kilpnäärmes, keele lihastes ja epiteelis jne.

Lisaks hemosideriini ladestustele esineb mõnikord kopsude elastse skeleti, pruuni induratsiooniga kopsuveresoonte elastsete membraanide või hemorraagia ümbermõõdus ajuveresoonte immutamist (ferruginiseerumist) (vt kopsude pruun tihendus). ). Toimub ka üksikute lihaskiudude ferruginiseerumine emakas, närvirakkude ajus teatud vaimuhaiguste korral (idiootsus, varajane ja seniilne dementsus, Picki atroofia, mõned hüperkineesiad). Need moodustised on immutatud kolloidse rauaga ja ferruginiseerumist saab tuvastada ainult spetsiaalsete reaktsioonide abil.

Ioniseeritud raua tuvastamiseks kudedes kasutatakse kõige laialdasemalt Tiermann-Schmelzeri järgi Turbull Blue moodustumise reaktsiooni Fe (II) tuvastamiseks ja Preisi sinise moodustumise reaktsiooni [Perli meetod, kasutades Fe (III)].

Reaktsioon turnbull blue tekkeks viiakse läbi järgmiselt: ettevalmistatud sektsioonid asetatakse 1-24 tunniks 10% ammooniumsulfiidi lahusesse, et kogu vedelik muutuks kahevalentseks väävelvedelikuks. Seejärel loputatakse põhjalikult destilleeritud vees sektsioonid. kantakse üle 10-20 minutiks. värskelt valmistatud segus, mis koosneb võrdsetes osades 20% kaaliumferritsüaniidi lahusest ja 1% vesinikkloriidhappe lahusest. Zh. on värvitud erksinise värviga; tuumad saab viimistleda karmiiniga. Kasutage sektsioonide ülekandmiseks ainult klaasnõelu.

Perlsi meetodi kohaselt asetatakse lõigud mitmeks minutiks värskelt valmistatud segusse, mis koosneb 1 tund 2% kaaliumferritsüaniidi vesilahust ja 1,5 tundi 1% vesinikkloriidhappe lahust; seejärel loputatakse lõiked veega ja tuumad värvitakse karmiiniga. J. on värvitud siniseks. SH-ferritiini tuvastamiseks kasutatakse kaadmiumsulfaati (N. D. Klochkov).

Bibliograafia: Biokeemilised uurimismeetodid kliinikus, toim. A. A. Pokrovsky, lk. 440, M., 1969; In e r b umbes l the island and the P. A. ja At t e sh e in A. B. Raud loomaorganismis, Alma-Ata, 1967, bibliogr.; Glinka N. L. Üldine keemia, lk. 682, L., 1973; Kassirsky I. A. ja Alekseev G. A. Kliiniline hematoloogia, lk. 168, M., 1970, bibliogr.; Levin V.I. Radioaktiivsete isotoopide tootmine, lk. 149, M., 1972; Mashkovsky M. D. Ravimid, 2. osa, lk. 94, Moskva, 1977; Normaalne vereloome ja selle reguleerimine, toim. N. A. Fedorova, lk. 244, M., 1976; Petrov V. N. ja Shcherba M. M. Rauapuuduse tuvastamine, levimus ja geograafia, Klin, meditsiiniline, t. 20, 1972, bibliogr.; P Ya-bov S. I. ja Shostka G. D. Erütropoeesi molekulaargeneetilised aspektid, L., 1973, bibliogr.; Shch erb ja M. M. Rauapuuduse seisundid, L., 197 5; Klinische Hamatologie, hrsg. v. H. Begemann, S. 295, Stuttgart, 1970; Terapeutiliste ravimite farmakoloogiline alus, toim. autor L. S. Goodman a. A. Gilman, L., 1975.

G. E. Vladimirov; G. A. Aleksejev (gem.), V. V. Bochkarev (rad.), A. M. Vikhert (ummik. an.), V. V. Tšurjukanov (talu.).

MÄÄRATLUS

Raud- D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi neljanda perioodi kaheksanda rühma element.

Ja loid number on 26. Sümbol on Fe (lat. “ferrum”). Üks levinumaid metalle maapõues (alumiiniumi järel teine koht).

Raua füüsikalised omadused

Raud on hall metall. Puhtal kujul on see üsna pehme, tempermalmist ja plastiline. Välise energiataseme elektrooniline konfiguratsioon on 3d 6 4s 2 . Raua ühendites on oksüdatsiooniastmed "+2" ja "+3". Raua sulamistemperatuur on 1539C. Raud moodustab kaks kristallilist modifikatsiooni: α- ja γ-raud. Esimesel neist on kuubikujuline kehakeskne võre, teisel on kuupkujuline näokeskne võre. α-raud on termodünaamiliselt stabiilne kahes temperatuurivahemikus: alla 912 °C ja 1394 °C kuni sulamistemperatuurini. Temperatuurivahemikus 912–1394 °C on γ-raud stabiilne.

Raua mehaanilised omadused sõltuvad selle puhtusest – isegi väga väikeses koguses muude elementide sisaldusest selles. Tahkel raual on omadus lahustada paljusid elemente iseenesest.

Raua keemilised omadused

Niiskes õhus raud kiiresti roostetab, st. kaetud pruuni hüdraatunud raudoksiidi kattega, mis oma rabeduse tõttu ei kaitse rauda edasise oksüdeerumise eest. Vees korrodeerub raud intensiivselt; Rikkaliku hapniku juurdepääsu korral moodustuvad raudoksiidi (III) hüdreeritud vormid:

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.

Hapnikupuuduse või raske juurdepääsu korral moodustub segaoksiid (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H2O (v) ↔ Fe3O4 + 4H2.

Raud lahustub mis tahes kontsentratsiooniga vesinikkloriidhappes:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2.

Samamoodi toimub lahustumine lahjendatud väävelhappes:

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2.

Väävelhappe kontsentreeritud lahustes oksüdeeritakse raud rauaks (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Väävelhappes, mille kontsentratsioon on 100% lähedal, muutub raud aga passiivseks ja koostoimet praktiliselt ei toimu. Lahjendatud ja mõõdukalt kontsentreeritud lämmastikhappe lahustes lahustub raud:

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

Lämmastikhappe kõrge kontsentratsiooni korral lahustumine aeglustub ja raud muutub passiivseks.

Nagu teisedki metallid, reageerib raud lihtsate ainetega. Raua ja halogeenide interaktsiooni reaktsioonid (olenemata halogeeni tüübist) kulgevad kuumutamisel. Raua interaktsioon broomiga toimub viimase suurenenud aururõhul:

2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.

Raua koostoime väävli (pulber), lämmastiku ja fosforiga toimub ka kuumutamisel:

6Fe + N2 = 2Fe3N;

2Fe + P = Fe2P;

3Fe + P = Fe 3P.

Raud on võimeline reageerima mittemetallidega nagu süsinik ja räni:

3Fe + C = Fe3C;

Raua ja komplekssete ainetega interaktsiooni reaktsioonide hulgas on eriline roll järgmistel reaktsioonidel - raud suudab redutseerida metalle, mis asuvad temast paremal asuvas aktiivsusreas, soolalahustest (1), redutseerida rauda (III) ühendid (2):

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2 (2).

Raud reageerib kõrgendatud rõhul mittesoola moodustava oksiidiga - CO, moodustades keeruka koostisega aineid - karbonüüle - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 ja Fe 3 (CO) 12.

Raud on lisandite puudumisel vees ja lahjendatud leeliselahustes stabiilne.

Raua saamine

Peamine viis raua saamiseks on rauamaak (hematiit, magnetiit) või selle soolade lahuste elektrolüüs (sel juhul saadakse “puhas” raud, s.t. lisanditeta raud).

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

Harjutus

10 g kaaluvat rauakaalu Fe 3 O 4 töödeldi esmalt 150 ml vesinikkloriidhappe lahusega (tihedus 1,1 g/ml) vesinikkloriidi massiosaga 20%, seejärel lisati saadud lahusele raua liig. Määrake lahuse koostis (massiprotsentides).

Otsus

Kirjutame reaktsioonivõrrandid vastavalt ülesande tingimusele:

8HCl + Fe3O4 = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (1);

2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 (2).

Teades vesinikkloriidhappe lahuse tihedust ja mahtu, saate leida selle massi:

msool (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl);

m sool (HCl) = 150 × 1,1 \u003d 165 g.

Arvutage vesinikkloriidi mass:

m(HCl) = msool(HCl) × co(HCl)/100%;

m(HCl) = 165 x 20%/100% = 33 g.

Vesinikkloriidhappe molaarmass (ühe mooli mass), mis on arvutatud D.I. keemiliste elementide tabeli abil. Mendelejev - 36,5 g / mol. Leidke vesinikkloriidi aine kogus:

v(HCl) = m(HCl)/M(HCl);

v (HCl) \u003d 33 / 36,5 \u003d 0,904 mol.

Skaala molaarmass (ühe mooli mass), mis on arvutatud D.I keemiliste elementide tabeli abil. Mendelejev - 232 g/mol. Leidke katlakivi aine kogus:

v (Fe 3 O 4) \u003d 10/232 \u003d 0,043 mol.

Vastavalt võrrandile 1 on v(HCl): v(Fe 3 O 4) \u003d 1: 8, seega v (HCl) \u003d 8 v (Fe 3 O 4) \u003d 0,344 mol. Siis on võrrandiga arvutatud vesinikkloriidaine kogus (0,344 mol) väiksem kui ülesande tingimuses näidatud (0,904 mol). Seetõttu on vesinikkloriidhapet liiga palju ja toimub järgmine reaktsioon:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (3).

Määrame esimese reaktsiooni tulemusena tekkinud raudkloriidi koguse (indeksid tähistavad konkreetset reaktsiooni):

v 1 (FeCl2): v (Fe2O3) = 1:1 = 0,043 mol;

v 1 (FeCl3): v (Fe2O3) = 2:1;

v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0,086 mol.

Määrame reaktsioonis 1 mittereageerinud vesinikkloriidi koguse ja reaktsiooni 3 käigus tekkinud raud(II)kloriidi aine koguse:

v rem (HCl) \u003d v (HCl) - v 1 (HCl) \u003d 0,904 - 0,344 \u003d 0,56 mol;

v 3 (FeCl 2): v rem (HCl) = 1:2;

v 3 (FeCl 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol.

Määrame reaktsiooni 2 käigus tekkinud FeCl 2 aine koguse, FeCl 2 aine üldkoguse ja selle massi:

v2 (FeCl3) = v1 (FeCl3) = 0,086 mol;

v 2 (FeCl 2): v 2 (FeCl 3) = 3:2;

v2 (FeCl2) = 3/2 × v2 (FeCl3) = 0,129 mol;

v summa (FeCl 2) \u003d v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) = 0,043 + 0,129 + 0,28 \u003d 0,452 mol;

m (FeCl 2) \u003d v summa (FeCl 2) × M (FeCl 2) \u003d 0,452 × 127 \u003d 57,404 g.

Määrame 2. ja 3. reaktsioonides osalenud aine koguse ja raua massi:

v2 (Fe): v2 (FeCl3) = 1:2;

v 2 (Fe) \u003d 1/2 × v 2 (FeCl 3) = 0,043 mol;

v3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2;

v3 (Fe) = 1/2 × v rem (HCl) = 0,28 mol;

v summa (Fe) \u003d v 2 (Fe) + v 3 (Fe) = 0,043 + 0,28 \u003d 0,323 mol;

m(Fe) = v summa (Fe) × M(Fe) = 0,323 × 56 = 18,088 g.

Arvutame reaktsioonis 3 vabaneva aine koguse ja vesiniku massi:

v (H 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol;

m (H 2) \u003d v (H 2) × M (H 2) \u003d 0,28 × 2 = 0,56 g.

Määrame saadud lahuse massi m 'sol ja selles sisalduva FeCl 2 massiosa:

m’ sool \u003d m sool (HCl) + m (Fe 3 O 4) + m (Fe) - m (H 2);

RAUD, Fe (a. raud; n. Eisen; f. fer; ja. hierro), on perioodilise elementide süsteemi VIII rühma keemiline element, aatomnumber 26, aatommass 55,847. Looduslik koosneb 4 stabiilsest isotoobist: 54 Fe (5,84%), 56 Fe (91,68%), 57 Fe (2,17%) ja 58 Fe (0,31%). Saadud on radioaktiivsed isotoobid 52 Fe, 53 Fe, 55 Fe, 59 Fe, 60 Fe. Raud on tuntud juba eelajaloolistest aegadest. Esimest korda tutvus inimene ilmselt meteoriidirauaga, sest. Vana-Egiptuse raua nimi "beni-pet" tähendab taevast rauda. Hetiitide tekstides mainitakse rauda kui taevast alla kukkunud metalli.

raud looduses

Raud on ainus muutuva valentsiga kivimit moodustav element. Raua oksiidse ja raudmetalli suhe kasvab pidevalt koos sulatite ränidioksiidi sisalduse suurenemisega. Veelgi suurem kasv toimub leeliselistes süsteemides, kus raud (Na,Fe)Si 2 O 6 sisaldav mineraal muutub kivimit moodustavaks. Ilmselt on moondeprotsessis raual vähe liikuvust. Kaasaegsete ookeanisetete rauasisaldus on lähedane iidsete võsaliste kivimite ja mageliste kivimite sisaldusele. Vaadake artiklist peamisi maardlate geneetilisi tüüpe ja rikastamisskeeme.

Raua saamine

Puhast rauda saadakse oksiididest redutseerimisel (pürofoorne raud), selle soolade vesilahuste elektrolüüsil (elektrolüütiline raud), raua pentakarbonüül Fe(CO) 5 lagunemisel, kui seda kuumutatakse temperatuurini t 250 °C. Kõrge puhtusastmega raud (99,99%) saadakse tsoonisulatamise teel. Kaubanduslikult puhas raud (umbes 0,16% süsiniku, väävli jm lisandeid) sulatatakse malmi komponentide oksüdeerimisel avatud koldeterase valmistamisel ja hapnikukonverterites. Keevisrauda või tellisrauda saadakse madala süsinikusisaldusega terase lisandite oksüdeerimisel rauaga või maakide redutseerimisel tahke süsinikuga. Suurem osa rauast sulatatakse terase (kuni 2% süsinikusisaldusega) või malmi (üle 2% süsinikusisaldusega) kujul.

Raua kasutamine

Raua-süsiniku sulamid on kõigis tööstusharudes kasutatavate materjalide kujundamise aluseks. Tehniline raud - materjal elektromagnetite südamike ja elektrimasinate ankrute jaoks, akuplaadid. Rauapulbrit kasutatakse keevitamisel suurtes kogustes. Raudoksiidid - mineraalvärvid; ferromagnetilisi Fe 3 O 4, g-Fe kasutatakse magnetiliste materjalide tootmiseks. Sulfaat FeSO 4 .7H 2 O kasutatakse tekstiilitööstuses, Preisi sinise tootmisel, tinti; FeSO4 on koagulant. Rauda kasutatakse ka trükikunstis, meditsiinis (aneemiavastase vahendina); raua tehislikud radioaktiivsed isotoobid - näitajad keemilis-tehnoloogiliste ja bioloogiliste protsesside uurimisel.

Kuidas materjal tuntuks sai 3-4 tuhat eKr. e. Algul langes meteoriitraud inimese vaatevälja, nii et neil päevil hinnati seda rohkem kui kulda. Siis õppisid hetiidid settemaardlate väljatöötamist ja roomlased õppisid rauda sulatama.

Sellest ajast alates on metalli kasutamine ainult laienenud. Ja nii me täna räägimegi raua ja selle ühendite kasutamisest inimelus: igapäevaelus, rahvamajanduses, tööstuses ja metalli kasutamisest muudes valdkondades.

Niisiis, uurime välja, miks on rauda metallurgias kõige rohkem kasutatud.

Raua all ei mõelda sageli mitte ainet kui sellist, vaid madala süsinikusisaldusega elektriterast - see on GOST-i järgi metallisulami nimetus. Tõeliselt puhast rauda pole lihtne hankida ja seda kasutatakse eranditult magnetmaterjalide tootmiseks.

Raud on ferromagnetiline, see tähendab, et see magnetiseerub magnetvälja juuresolekul. Kuid see omadus sõltub suuresti lisanditest ja metalli struktuurist. absoluutne puhas raud on 100-200 korda kõrgem kui tehnilise terase samad näitajad. Sama võib öelda ka tera suuruse kohta: mida suurem on tera, seda paremad on aine magnetilised omadused. Mehaaniline töötlemine on samuti oluline, kuigi selle mõju pole nii muljetavaldav. Ainult sellist rauda kasutatakse kõigi elektrotehnika ja magnetajamite magnetmaterjalide saamiseks.

Kõigis teistes rahvamajanduse valdkondades leiavad kasutust teras ja malm, nii et raua kasutamisest rääkides räägitakse terase kasutamisest.

Allolev video räägib rauasulamite kasutamise meetoditest:

Ühendused

Kõik tootmises kasutatavad metallid jagunevad värvilisteks ja mustadeks. Must - need on rauasulamid, eriti teras ja malm, ülejäänud - hõbe, on värvilised. Vastavalt sellele nimetatakse raua ja terase sulatamisega tegelejaid mustmetallurgiaks ja kõiki ülejäänuid värvilisteks metallideks. Mustmetallurgia moodustab 95% kõigist metallurgilistest protsessidest. Rauasulamid jagunevad järgmiselt:

terasest- raua sulam süsiniku ja muude koostisosadega, mille massiosa ei ületa 2,14%. Süsinik annab terasele elastsuse ja kõvaduse. Kompositsioon võib sisaldada ka mangaani, fosforit, väävlit ja nii edasi;
Malm- sulam süsinikuga, kus on lubatud suurem elemendi sisaldus - kuni 4,3%. Veelgi enam, malmid erinevad oma omaduste poolest sõltuvalt sellest, millises vormis sulam sisaldab süsinikku: kui aine on reageerinud rauaga, saadakse valge malm, kui see sisaldub grafiidi kujul - hall;
ferriit- raud minimaalse süsiniku ja muude elementide seguga - 0,04%. Tegelikult on see keemiliselt puhas raud;
perliit- mitte sulam, vaid raudkarbiidi ja ferriidi mehaaniline segu. Selle omadused erinevad märkimisväärselt metalli omadustest;
austeniit- süsiniku lahus rauas, mille esimese osakaal on kuni 0,8%. Austeniit on plastiline ja sellel puuduvad magnetilised omadused.

Raua terase kujul kasutamise meetodite kohta lugege allpool.

Saage

Loomulikult on kõige laialdasemalt kasutusel teras ja malm ning nende kasutamine sõltub süsiniku osakaalust koostises. Selle põhjal eristatakse süsinik- ja legeerteraseid. Esimesel juhul on lisandid püsivad, see tähendab, et need satuvad sulamisse sulamisprotsessi iseärasuste tõttu. Legeeritud lisandid võetakse kasutusele spetsiaalselt selleks, et anda materjalile erilisi omadusi. Legeerelementidena kasutatakse vanaadiumi, kroomi jne.

Süsinikterased jagunevad 3 rühma:

madala süsinikusisaldusega- elemendi osakaal on alla 0,25%, kõige tempermalmist ja plastilisem;
keskmine süsinik- süsiniku osakaaluga kuni 0,6%;
kõrge süsinikusisaldusega– elementide sisaldus ületab 0,6%.

Legeerterased moodustavad samuti 3 rühma:

madala legeeritud– kõigi komponentide massiosa on 2,5%:
keskmise legeeritud- siin võib kogusisaldus ulatuda 10% -ni;
tugevalt legeeritud– legeerelementide osakaal ületab 10%.

Legeerteras on tavaliselt tööriistade ja masinaosade materjal, kuna täiendavate koostisosade lisamine suurendab sulami tugevust, annab sellele kuuma- või korrosioonikindluse. Süsinikmaterjale kasutatakse peamiselt karkasskonstruktsioonide, torustiku valmistamise jms jaoks.

Kõik terased saab jagada eesmärgi järgi:

Ehitus- peamiselt kõrge või keskmise süsinikusisaldusega terased. Sulameid kasutatakse kõikidel ehitustöödel: alates metallkarkasside ehitamisest kuni majapidamistarvete ja katuseplekkide valmistamiseni;
struktuurne- madala süsinikusisaldusega terased, mille elementide osakaal on kuni 0,75%. See on materjal kõigile masinaehituse harudele – jalgratastest merelaevadeni;
instrumentaalne- madala süsinikusisaldusega, kuid erineb struktuursest ka väga madala mangaanisisaldusega - mitte rohkem kui 0,4%. See on mõõte-, tembeldatud-, lõikeriista alus;
spetsiaalsed terased- jagunevad 2 alamliiki: eriliste füüsikaliste omadustega - kindlaksmääratud magnetiliste omadustega elektriteras ja spetsiaalse kemikaaliga - kuumakindel, roostevaba jne.

Legeerteraste kasutamise määravad nende omadused.

Nii kasutatakse roostevaba terast ehituses ja masinaehituses, kus nõutakse tavapärasest suuremat korrosioonikindlust.
Kõrgetel temperatuuridel "töötavad" kuumakindlad sulamid - turbiinid, kütteliinid. Kuumuskindel - ei oksüdeeru kõrgel temperatuuril, mis on oluline paljude soojustehnika tööüksuste jaoks.

Teine sulamite jaotus on kvaliteedi järgi. See parameeter määrab fosfori ja väävli sisalduse - kahjulikud lisandid, mis vähendavad sulami tugevust. Seal on 4 tüüpi:

tavaline kvaliteetteras sisaldab kuni 0,06% väävlit ja 0,07% fosforit. Need on tavalised ehitusmaterjalid, mida kasutatakse torude, kanalite, nurkade, profiilide ja muude metalltoodete valmistamisel;
kvaliteet- lubab väävlisisaldust kuni 0,035% ja fosfori sama osa. Seda kasutatakse ka valtsmetalltoodete, korpuste, masinaosade ja teatud sortide tööriistaterase tootmisel;
kõrge kvaliteet– väävli ja fosfori osakaal ei ületa vastavalt 0,025%. Sellesse kategooriasse kuuluvad tööriista- ja konstruktsiooniterased, mida kasutatakse suure koormuse tingimustes;
eriti kvaliteetne– väävlisisaldus on alla 0,015%, fosforisisaldus alla 0,025%. Seda materjali iseloomustab maksimaalne kulumiskindlus. Mõned klassid eristuvad erikategoorias ja on vastavalt märgistatud, näiteks kuullaagriteras või kiirlõiketeras – kvaliteetse lõikeriista asendamatu element.

Allolev video räägib malmi ja terase kasutamisest:

Malm

Malmi kasutamine pole palju väiksem, kuna selle mehaanilised omadused on üsna võrreldavad paljude teraseliikidega. Vastavalt malmi kategooriale erineb rakendus ka:

hall malm- rauas sisalduv süsinik on grafiitplaatide kujul. Sellel on head valuomadused ja madal kokkutõmbumine. Kuid selle kõige tähelepanuväärsem kvaliteet on vastupidavus muutuvatele koormustele. Halli malmi kasutatakse valtsimismasinate, voodite, laagrite, hoorataste, kolvirõngaste, traktorite ja autode mootorite osade, korpuste jms valmistamisel;
valge malm- süsinik on seotud rauaga. Peaaegu täielikult kasutatud terase jaoks;
kõrgtugev malm- süsinik on sfääriliste kandjate kujul. See vorm tagab suure vastupidavuse tõmbe- ja paindekoormustele. Malmi kasutatakse turbiinide osade, traktorite ja autode väntvõllide, hammasrataste, vormide jms valmistamiseks.

Malmi saab legeerida ka mitmesuguste omadustega sulami saamiseks.

Kulumiskindlat malmi kasutatakse pumbaosade, pidurite, siduriketaste valmistamiseks.
Kuumuskindlat kasutatakse kõrgahjude, lahtise kolde, termoahjude ehitamisel.
Kuumakindlat kasutatakse gaasiahjude ehitamisel, kompressorseadmete, diiselmootorite valmistamisel.

Kasutamine ehituses

Teras ja malm ühendavad ainulaadsel viisil tugevuse, vastupidavuse ja taskukohasuse. Seetõttu ei ole võimalik seda ühegi teise konstruktsioonimaterjaliga asendada. Ehituses on valtsmetallist tooted koos betooni ja tellistega põhilised.

kapitali ehitus

Metallile võib anda mis tahes kuju: alates kõige lihtsamast - vardast kuni veidralt keeruka - sepiseni. Ehituses leiavad nad rakendust kõikidele võimalustele.

Lisaks sellele, et teras ise on vastupidav, eriti pärast spetsiaalset töötlemist, kasutatakse selles valdkonnas aktiivselt veel üht omadust. Fakt on see, et profiilmetallist tooted ei ole mingil juhul halvemad kui sama suuruse ja kujuga tahke osa. Ja see vähendab oluliselt ehituselementide materjalikulu, vähendab nende maksumust, vähendab kaalu jne. Ehituses on see kombinatsioon äärmiselt oluline.

Kasutatud valtsmetallist tooted jagunevad 3 põhirühma.

Vormitud - kanalid, I-talad, nurgeline ja tavaline profiil, samuti perforeeritud. See hõlmab ka spetsiaalset profiili, mida kasutatakse näiteks kaevanduses. Vormitud metalli kasutatakse igat tüüpi raamide ehitamisel mis tahes konstruktsiooni jaoks - alates hoonetest kuni sildade ja tammideni. Vajadusel kasutatakse seda ka struktuuri tugevdamiseks.
Kvaliteetne - liitmikud, talad, torud, ringid ja palju muud. Neid elemente kasutatakse peaaegu sagedamini kui vormitud ja need on väga mitmekesised:
- armatuur - erineva läbimõõduga terasvardad, siledad ja ribidega. Armatuur on ette nähtud hoone tugevuse suurendamiseks ja indikaatoriks pole mitte ainult vastupidavus statsionaarsele koormusele, vaid ka tugevuse suurenemine tõmbe- ja paindekoormuste korral. Armatuuri kasutatakse vundamentide, lagede, seinte tugevdamisel, samuti muude konstruktsiooniüksuste tugevdamisel - näiteks trepid;
- torud - kasutatakse nii ümaraid kui ka profiiltorusid. Eelistatakse ristkülikukujulisi ruudukujulisi torusid, kuna nende keevitamine ja kinnitamine on lihtsam kui ümarate torude puhul ning koormustakistus on sama;
- tala on tahke valatud toote variant, kui tugevus on vajalik kõige suuremate koormuste korral.

Valtsitud lehed - kuum- ja külmvaltslehed kattega ja ilma. Need on katuseplekid jne. Tekki ei kasutata mitte ainult katusekatteks, vaid ka erinevate piirdeaedade ehitamiseks, kuna materjal ühendab suhtelise kerguse suure tugevuse ja vastupidavusega äärmuslikele temperatuuridele.

Lehtmetalli roostevaba terast kasutatakse harva, kuna sulami maksumus on kõrgem.

Viimistlustööd

Need põhinevad sageli metalltoodetel - torudel, profiilidel ja lehtmetallil.

Kaasaegses interjööris kasutatakse aktiivselt ebatavalise kujuga torusid. Neid kasutatakse magamisplokkide, lagede ja vaheseinte ehitamiseks tuppa, piirdeaedu, nii treppide kui ka tänavate ning isegi mööbli valmistamisel. Siin valitakse torud loomulikult kauni kattega - kroomiga, kuigi on ka värvitud tooteid.
Profiil - nišid ja dekoratiivsed servad, sambad ja laed, seina- ja kaminakaunistused jne jne. Kõik, mis on kaetud ja vooderdatud kipsplaadiga, kile, vooderdisega, paneelidega - absoluutselt kõigel on metallprofiilist raam. Mööbli - näiteks riidekappide - valmistamisel kasutatakse ka spetsiaalset profiili. Teras on palju tugevam ja vastupidavam kui teras.
Metall võib toimida mitte ainult raamina, vaid ka viimistlusmaterjalina. Rest-, kassett-, paneellaed on erakordselt mitmekesised, huvitavad ja vastupidavad. Valmistada saab nii siine kui ka paneele, kuid kui on vaja vastupidavat ja tugevat lahendust - näiteks raudteejaama lae viimistlemiseks, kus on vaja vibratsioonikindlust, kasutatakse loomulikult terast.
Uksed - need ei kuulu enam viimistlustööde hulka, vaid toimivad pigem kaitsesüsteemi elemendina. Piisava paksusega terasest välisuksed on kõige populaarsem ja usaldusväärsem viis kodudesse sissemurdmiste vältimiseks. Sama võib öelda näiteks garaažiuste või hoovi väravate kohta.
Trepikonstruktsioonid - metallist trepid on väga mitmekesised: alates kinnitatavast või kokkupandavast pööningust kuni kapitaalse konstruktsioonini 2. korrusel. See valik on vastupidav ja usaldusväärne, samas võib see olla väga ilus. Moodsad moodultrepid on kombineeritud klaasi, läbipaistva plasti või isegi puiduga ning sepistatud piirded võivad kaunistada kivitreppi.

Side

Hoolimata asjaolust, et terastorustik asendab aktiivselt plast- ja metall-plasttorustikke, on see siiski äärmiselt kaugel täielikust alistumisest. Põhjus on lihtne: terase tugevuse ja vastupidavusega on vähe võrreldavat.

Veevarustus ja kanalisatsioon - kui plasttooteid saab ühendada eramaja või korteri teenindamiseks, siis seda ei saa öelda põhitrassi ja isegi kortermaja teenindava torustiku kohta. Lubatud on ainult raudtorud ja need vastavad kindlalt kehtestatud standarditele.
Gaasitoru - valikuid pole, kasutatakse ainult terast.
Küttesüsteemid – hoones võib süsteem sisaldada plasttorusid. Linna- ja piirkondlikud maanteed, rääkimata otse katlaruumi teenindavast torustikust, saavad olla ainult raudsed. Kuumutatud vee esialgne temperatuur on palju kõrgem kui see, mida plasttorud taluvad, rõhust rääkimata.
Akusid ja radiaatoreid kasutatakse reeglina ka rauast või malmist – malmil on suurem soojusmahtuvus ja vastupidavus veehaamrile. Olenemata sellest, milliste moodsate võimalustega küttekehad asendatakse, on konstruktsioonis teras endiselt olemas. Elektriradiaatorid - konvektor, õli - on alati valmistatud terasest, kuna viimased, millel on kõrge soojusjuhtivus, eraldavad õhku koheselt soojust.
Kaablid - maja juhtmestik on enamasti peidetud plastkarpidesse. Suure ristlõikega toitekaableid kaitsevad aga metalltorud.
Korstnad - terastorud on kõige lihtsam, taskukohasem ja kergem variant. Nende valmistamiseks kasutatakse spetsiaalset kuumakindlat terast, mis on korrosioonikindel.

Seadmed ja majapidamistarbed

Kõik majja paigaldatud seadmed on valmistatud terasest.

Küttekatlad – olenemata sellest, mis kütusel seadmed töötavad, on nende korpused alati terasest. Tahkekütuse ahjudel on malmist osad.
Köögitehnika - pliidid, ahjud, mikrolaineahjud, aurutid ja nii edasi on terasest korpuste ja osadega. Köögis on teras ka nõutud viimistlusmaterjal: töötasapinnad, näiteks põlle viimistlemine. Teras on väga dekoratiivne materjal ja tundub lihtsalt lihtne.
Ka pesumasinad, kuivatid ja nõudepesumasinad ei saa hakkama ilma triikrauata.
Terasest torustikku kasutatakse selle kõrge soojusjuhtivuse tõttu harva, kuid malmist vannid ja kraanikausid paigaldatakse endiselt. Materjal hoiab paremini soojust ja on väga vastupidav.
Nõud ja söögiriistad, alused ja vaasid, hoidikud ja furnituurid, elektriseadmed ja pisitarvikud – kohad, kus triikrauda ei kasutata, võib sõrmedel üles lugeda.
Sepised - seda tüüpi dekoratiivesemed on tõeline kunstiteos, eriti kui tegemist on kuumsepistusega, kus iga toode, iga detail on käsitsi valmistatud ja ainult üks kord. Sepistatud restid, piirded, kaminad, piirded kaunistavad paleesid ja kaasaegseid paviljone ning loomulikult ka elukortereid.

Raud on peamine ehitusmaterjal. Ehituses on teras ja malm põhimaterjalid koos ehituskiviga. Sulamite kasutusala ja mitmekesisus eirab kirjeldust.

See video sisaldab veelgi kasulikku teavet raua kasutamise kohta: