Referaat metallid (2)

Keemilised elemendid
02.12.2007
SISUKORD
Lehekülg Sisu
1-6 Metallid
7-8 Mittemetallid
9-10 Väärisgaasid

Raud (Fe)
Raua asetus perioodilisussüsteemis ja aatomi ehitus

Raud asub perioodilisusüteemis VIII rühma kõrvalalarühmas. Raua aatomi järjenumbrist (26) ja täisarvuni ümardatud aatomimassist (56) järeldub, et raua aatomi tuumas on 26 prootonit, ja 56-26=30 neutronit. Raud on neljanda perioodi element, järelikult asuvad tema elektronkatte 26 elektroni neljandal elektronkihil : Fe : +26/2)8)14)2)
Keemiliste reaktsioonide käigus võib raud loovutada elektrone ka eelviimaselt elektronkihilt. **Ühendeis on raua oksüdatsiooniaste II või III, viimane neist on keemiliselt stabiilsem.

Raud looduses

Raud on looduses laialt levinud element , olles sisalduselt maakoores neljandal kohal. Raud on ka kosmoses levinud element. Meie Päikesesüsteemi planeetidest on rauarikkamad Merkuur ja Marss.
Lihtainena esineb rauda maailmaruumist Maale langenud meteoriitides, kuid ka mõningates magmakivimeis. Maa tuum koosneb metallilisest rauast. Meteoriitset rauda hakkas inimkond arvatavasti ka esimalt kasutama. Peamine kogus rauda sisaldub maakoores ühenditena.
Rauaühendeid, mida kasutatakse malmi ja terase tootmisel , nimetatakse rauamaakideks. Maagi kaevandamisel saadakse koos rauaühenditega ka kivimeid ja mineraale , mis rauamaagi töötlemisel pole enamasti vajalikud. Selliseid jääkaineid nimetakse aheraineteks.
Tähtsamad rauamaagid on järgmised  :
Punane ja pruun rauamaak sisaldavad põhiühendina raud(III)-oksiidi ( Fe2O3 ), mis on hüdratiseeritud vee molekulidega (2Fe2O3, 3H2O jt ).
Magnetiidi põhiosa moodustav triraudtetraoksiid on musta värvusega kristalne magnetiline aine. Magnetiit on kõige rauarikkam ja puhtam rauamaak. Suurim leiukoht maailmas on Kurski oblast.
Püriiti (FeS2) tavaliselt rauamaagina ei kasutata , sest väävel halvendab püriidist saadud rauasulamite kvaliteeti. Püriiti kasutatakse väävelhappe tootmisel.
Sideriit kujutab endast raudkarbonaati (Fe CO3). Raudkarbonaat reageerib süsinikdioksiidi sisalava veega, muutudes lahustuvaks raudvesinikkarbonaadiks : FeCO3+H2O+CO2=Fe( HCO3 )2

Raua füüsikalised ja keemilised omadused

Raud on hõbevalge keskmise kõvadusega metall . Lisandid muudavad raua kõvemaks. Raua tihedus on 7874 kg/m3 ja sulamistemperatuur 1539 kraadi.
Raud on plastiline , mistõttu teda on võimalik valtsida ning sepistada. Ta on hea soojus - ja elektrijuht .
Raud on magnetiseeritav. Raua kristallvõre muutub erinevatel temperatuuridel .
Raud on keskmise aktiivsusega metall(asub metallide pingerea keskel). Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Mida lisanditevabam on metall, seda püsivam on ta korrosiooni suhtes.

Rauasoolad

Raud(II)sooladest on kõige tähtsam raud(II) sulfaat -vesi (1/7) ( FeSO4*7H2O), mida rahvapäraselt nimetatakse raudvitrioliks. See on heleroheline vees lahustuv kristalne aine. Raud(II)sulfaat saadakse raua reageerimisel lahjendatud väävelhappega : Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Raud(II)sulfaati evitatakse taimekahjurite tõrjevahendina, värvainetena ja tindi saamisel, puiduimmutuslahuste valmistamiseks, et kaitsta puitu mädanemise eest. Raud(III)sooladest nimetame raud(III)kloriidi (FeCl3) ja raud(III)sulfaati ( Fe2(SO4)3 ). Raud(III)kloriidi võib saada vastavate lihtainete otsesel reageerimisel ja raud(III)oksiidi või –hüdroksiidi reageerimisel vesinikkloriidhappega : Fe2O3+6HCl= 2FeCL3+3H2O Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O Kasutades vesinikkloriidhappe asemel väävelhapet, saadakse raud(III)sulfaat : 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+ 6H2O Raud(III)kloriidi ja –sulfaati kasutatakse reaktiividena keemialaborites.

VIII rühma kõrvalalarühma metallid

Erinevalt teistest perioodilisussüsteemi rühmadest ei ole VIII rühma kõrvalalarühmas elemendid mitte ükshaaval, vaid kolmekaupa, triaadides. Alarühm koosneb kolmest triaadist. *Rauatraadi kuuluvad raud , koobalt ja nikkel . Kaks järgmist triaadi sisaldavad plaatinametalle : 1) kergete plaatinametallide triaad – ruteerium, roodium ja pallaadium , 2)raskete plaatinametallide triaad- osmium, iriidium ja plaatina.

Rauasulamid

Rauasulami omadusi mõjutab oluliselt süsinikusisaldus. Rauasulamit, milles on alla 2% süsinikku , nimetatakse teraseks, kui raua sisaldus on 2-5%, siis on tegemist malmiga. Kõrvuti süsinikuga sisaldub terases ja malmis veel lisandina