Raud ja Alumiinium (0)

Raud
Raud (ferrum) on keemiline element järjenumbriga 26. Raud asub perioodilisussüsteemi VIII B rühmas ja 4. perioodis . Tal on neli stabiilset isotoopi massiarvudega 54,56,57 ja 58. Omaduselt on raud metall . Raud on kõige levinum element Maa koostises ning levimuselt maakoores metallidest alumiiniumi järel teisel kohal.
Raua füüsikalised omadused
Raud on hõbevalge keskmise kõvadusega metall . Lisandid muudavad raua kõvemaks.
Raua tihedus on 7874kg/m3
Raua sulamistemperatuu on 1535 kraadi. Raud muutub kuumutamisel palstiliseks, milletõttu seda on võimalik sepitseda ja valtsida. Ta on hea soojus - ja elektrijuht . Raud on magnetiseeritav.
Raua keemilised omadused
Raud on keemiliselt keskmise aktiivsusega metall. Raua kristallvõre muutub erinevatel tempareatuuridel. Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Seejuures muudab ta oma värvi oraanzikas- pruuniks . Mida lisandivabam on metall, seda püsivam on ta korrosiooni suhtes. Raud lahustub reageerides hapetega.Raua
reageerimist hapniku ja veega nimetatakse korrosiooniks ehk roostetamiseks. Seejuures toimub keemilime reaktsioon :
Fe2O3 + H2O → Fe(OH)3
Raua saamine
Tööstuses saadakse rauda rauamaagist, enamasti Fe2O3 ja Fe3O4 . On olemas mitu võimalust raua saamiseks maagist . Kõige levinum on kõrgahju protsess. Raua saamiseks tuleb raudoksiid redutseerida vabaks metalliks. Redutseerijana kasutatakse kivisöe töötlemisel saadud sütt ehk koksi . Kõige levinum on rauamaagi redutseerimine kuni30 m kõrgustes erilistes ahjudes, koksi ja teiste vajalike lisanditega. Kõrgahjust kulgevate keemiliste reaktsioonide tulemusena tekib koksist süsinikoksiid CO. Kõrgel temperatuuril käitub süsinikoksiid redutseerijana. Ta reageerib raua oksiididega, sidudes nendest hapnikku. Kõrgahjus toimuvate reaktsioonide lõppsaadused on metalliline raud ja süsinikoksiid CO2.
Summaarne reaktsioonivõrrand Fe2O3 korral on järgmine
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Raua tootmises kõrgahju protsessis pole saaduseks puhas raud, vaid malm (rauasulam, mis sisaldab kuni 5% süsiniku tavaliselt 3-4%.
Raua sulamid
Teras – raua ja süsiniku sulam . Süsiniku sisaldus sulamis ei tohi ületada 2%.
Malm – raua ja süsiniku sulam , mis sisaldab üle 2% süsiniku kuni 5%.
Kuidas kasutatakse
Malmi kasutatakse kindla kujuga esemete valamiseks nt. nagu radiaatorid .
Raud ja teras on põhilised metallid, mida kasutatakse ehituses ja konstruktsioonide valmistamises.
Raua sulamit kasutatakse kõvaketade tootmisel.
Unikaalseid raua sulameid kasutatakse elektroonikas juhtmete ja paljude muude asjade valmistamiseks.
Alumiinium
Alumiinium on keemiline element järjenumbriga 13. Alumiinium asub perioodilisustabeli IIIA rühmas 3. perioodis. Alumiiniumi aatomi mass on 26,98 molli. Alumiimium on esimesel kohal asuv metall maa koostises. Maakoores on seda väga palju, 8,8% kogu massist.
Alumiiniumi füüsikalised omadused
Alumiinium on plastiline, kerge, valge metall, või mattjas-hõbedane tänu oksiidilisele kihile , mis tekib kohe, metalli õhuga kokku puutel. Metalli tihedus on 2,7g/cm3. Alumiinium on keskmise sulamistemperatuuriga ~660 Celsiuse kraadi.
Alumiinium on hea elektri ja soojusjuhtivusega.ta on plastiline ja mehhaaniliselt hästi töödeldav metall.Alumiinium on suhteliselt pehme ja kergesti kriimustatav metall.
Alumiiniumi keemilised omadused
Alumiinium on suhteliselt aktiivne metall. Alumiiniumi oksüdatsiooniaste ühendites on III. Normaaltingimustel (õhu käes) on alumiinium alati kaetud õhukese oksiidkihiga ning sellepärast ta ei reageeri (ilma kuumutamiseta) klassikaliste oksüdeerijatega. Tänu sellele on alumiinium praktiliselt korrosioonivaba.Alumiinium hästi reageerib lihtainetega. Hapetega alumiinium reageerib ainult kuumutamisel ning seejuures lahustub täielikult.
Alumiiniumi saamine
Alumiiniumit saadakse boksiitidest. Üle 90% seda mineraali asub subtroopilise vööndi maades nagu Austraalia , Jamaika, India, Brasiilia jm. Venemaal saadakse alumiiniumit ka maagist. Alguses maagist saadakse alumiiniumi oksiid (Al2O3). Ning siis elektrolüüsi meetodiga muudetakse seda alumiiniumiks.
Alumiiniumi sulamid
Düralumiinium – alumiiniumi, vase, magneesiumi ja veel mõndade metallide sulam. Seda kasutatakse lennukiehituses, ehitusdetailide ja laevaosade valmistamisel.
Silumin – alumiiniumi, räni ja mõndade teiste metallide sulam. Kasutatakse raske konfiguratsiooniga detailide valmistamisel enamasti auto- ja lennukiehituses.
Mangalij – alumiiniumi, magneesiumi ja muude metallide sulam. Kasutatakse traadi, metallehtede ja muu valmistamisel.