Raud: mis see on, metalli omadused, kasutusalad ja saamine

O raud on perioodilise tabeli 8. rühmas asuv siirdemetall, sümboliga Fe, aatomnumber 26 ja aatommass 55,847 u.

Selle peamised omadused on: läikiv metall, hõbevalge välimusega, magnetiliste omadustega ja niiske keskkonnaga kokkupuutel kergesti roostetav.

See on enimkasutatav metall maailmas ja enim eksporditud Brasiiliast. Peamiselt kasutatakse rauda terase tootmiseks, mida kasutatakse näiteks tsiviilehituses, autotootmises ja kodumasinates.

Raud leidub maakides peamiselt oksiidide ja hüdroksiidide kujul. Seetõttu valmistatakse kaubanduslikult kasutatav raud nende materjalide ekstraheerimisel ja puhastamisel. Suurimad rauamaagi leiukohad on: Austraalia, Venemaa, Brasiilia, Hiina ja India.

Raua omadused

Sulamistemperatuur: 1538 °C
Keemistemperatuur: 2861 °C
Füüsikaline olek 20°C juures: tahke
Tihedus: 7,874 g/cm³
Oksüdatsiooniastmed: +2, +3, +4, +6
Elektrooniline levitamine: [Ar]3d⁶4s²
Looduslikud isotoobid: ⁵⁶Fe (stabiilsem), ⁵⁴Usk, ⁵⁷Usk ja ⁵⁸Usk

Raua kasutusalad ja rakendused

Peamiselt kasutatakse rauda toorainena terase tootmisel, mis on selle elemendi peamine metallisulam ja kuhu suunatakse 98% loodusest kaevandatud metallist.

instagram story viewer

Teras on raua metallisulam, mille süsinikusisaldus jääb vahemikku 0,5–1,7%, lisaks sellele on lisatud väikeses koguses muid keemilisi elemente.

Erinevatel valmistatud terasel on erinevad omadused, kuna süsinikusisaldus on reguleeritud, kaasas on muud elemendid ja teostatakse spetsiifilisi kuumtöötlusi.

Rauaga sulamite näited:

Süsinikteras: raua, süsiniku, mangaani, räni ja muude elementide jääkide sulam;
Roostevaba teras: raua, kroomi, süsiniku ja muude elementide jäägid sulam;
Malm: raua, süsiniku ja räni sulam ning võib sisaldada jälgi muudest elementidest.

Raua esimesed kasutusalad olid põllutööriistade ning jahi- ja sõjarelvade loomine. Tänapäeval leidub rauda erinevates igapäevastes materjalides, nagu kööginõud, raudbetoon ja talad ehituses, transpordivahendid ja palju muud.

Rauda kasutatakse endiselt raua reaktsioonide katalüsaatorina. Üks enim toodetud keemilisi aineid on ammoniaak, väetiste tootmise oluline tooraine.

Vesiniku ja lämmastiku gaaside kombinatsioon kõrge temperatuuri ja rõhu tingimustes sünteesil Haber-Boschi ammoniaagi tootmine muutub tõhusaks, kui katalüsaatorina lisatakse rauda, et kiirendada reaktsioon.

Raua esinemine

Raud (Fe) on hapniku, räni ja alumiiniumi järel looduses neljas kõige levinum element. See moodustab 5% maakoorest ja seda leidub looduses harva.

Kõige enam kasutatavad ja majanduslikult kõige olulisemad metallimaagid on:

Hematiit (Fe₂O₃)
Magnetiit (Fe₃O₄)
Takoniit (Fe₃O₃)
Goethite (Fe₂O3.H₂O)
Limoniit (2 Fe₂O₃.3H₂O)

Kuigi hinnanguliselt on selle elemendi koostises üle 300 maagi, on need, milles on töötlemiseks piisavalt rauda, oksiididena (O_x). Teisi rauamaake moodustavad sulfaadid, silikaadid ja karbonaadid.

Brasiilia on Austraalia järel maailmas suuruselt teine rauatootja ja selle metalli maaki eksporditakse Brasiiliast kõige rohkem, moodustades umbes 68% riigi ekspordist.

Piirkonnad, kus Brasiilia territooriumil maaki kasutatakse kõige rohkem, asuvad:

Raudne nelinurk (Minas Gerais)
Porteirinha (Minas Gerais)
Carajase (Pará) mineraalprovints
Corumba piirkond (Mato Grosso do Sul)

Kui Maa välimises kihis on raud suuruselt teine metall, siis planeedi tuumas on see elemendi koostises on suurim protsent, kuna struktuur on moodustatud rauasulamist ja nikkel.

Seega, kui vaadelda planeeti tervikuna, moodustab raud ligikaudu 30% Maa keemilisest koostisest.

Raua tähtsus

Raud on mitmekülgne ja oluline keemiline element keemilistes, füüsikalistes ja bioloogilistes protsessides.

Kuna tegemist on rohke metalliga, kergesti saadava, tempermalmist ja vastupidavusega, kasutatakse rauda laialdaselt seadmete valmistamisel.

Raud on metall, mida leidub ka inimkehas. Täiskasvanud inimesel on umbes 2–4 g rauda.

See on vere hemoglobiini põhikomponent, valk, mis vastutab hapniku transportimise eest kopsudest teistesse kehaosadesse. See on võimalik ainult seetõttu, et rauaaatom seondub kergesti hapnikuga ja seega teostavad selle transporti punased verelibled.

Kuna raud on oluline orgaaniliste molekulide tootmiseks, indiviidi kasvuks ja arenguks, on vajalik selle olemasolu toidus.

Täiskasvanute soovitatav rauakogus on vahemikus 10–15 mg ja seda on võimalik saada mineraalirikkad toidud nagu oad, punane liha, karbid, kakaopulber, kõrvitsaseemned ja spinat.

Rauapuudus organismis põhjustab kõige levinumat tüüpi aneemiat ja mõned peamised sümptomid on kahvatus, väsimus, tahhükardia, peavalu, juuste väljalangemine ja ärrituvus.

Raua päritolu ja ajalugu

Metallide ajastu on eelajaloo viimane faas ja kujutab endast rauda kui selle perioodi viimast metalli, mida homiidid kasutasid peamiselt tööriistade ja relvade tootmiseks.

Rauaaeg toimus vahemikus 1500 eKr. C-300 a. C., kuid metallist esemeid, mis pärinevad aastast 3500 eKr, on juba leitud. Ç. Egiptuses.

Raua kvaliteeti mõõdeti süsinikusisalduse järgi, kuna selle elemendi ühendeid kasutati raua sulatamiseks. Seega, mida väiksem on süsiniku hulk, seda kõrgem on raua kvaliteet.

Raud oli ka tööstusrevolutsiooni esimese etapi kõige olulisem metall.

Hankige sisuga rohkem teadmisi: