შეტყობინება ტექნიკის შესახებ. რკინისა და მისი ნაერთების ქიმიური თვისებები, მათი გამოყენება

იცით თუ არა, რომ რკინა იცავს პლანეტას "კოსმოსური თავდასხმებისგან"? ამ ელემენტის უზარმაზარი დაგროვების წყალობით წარმოიქმნება დედამიწის მაგნიტური ველი. როგორც ეკრანი, ველი იცავს მას ასტეროიდებისგან...

რკინა როლს თამაშობს არა მხოლოდ ასეთ გლობალურ ნივთებში, არამედ ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც: ფოლადი და შენადნობების უმეტესობა იქმნება სწორედ ამ ელემენტის საფუძველზე. ამრიგად, დანაჩანგალიდან დაწყებული მანქანებით დამთავრებული მიკროელექტრონიკამდე ყველაფერი ვერ იმუშავებდა ტექნიკის გარეშე.

დაბოლოს, ამის გარეშე ჩვენი ცხოვრება შეუძლებელი იქნებოდა, რადგან ეს მინერალი ჰემოგლობინის ნაწილია - სისხლის წითელი უჯრედების შემცველობა, რომლის წყალობითაც ქსოვილებს შეუძლიათ ჟანგბადის გამოყენება. ეს მშვენიერი ელემენტი კიდევ ბევრ სასარგებლო თვისებას მალავს. წაიკითხეთ მეტი რკინის ფუნქციების შესახებ ჩვენი ჯანმრთელობისთვის ამ სტატიაში.

რკინის შემცველობა პროდუქტებში (100გრ-ზე):

ღვიძლი 10-20 მგ
საფუარი 18 მგ
ზღვის კომბოსტო 16 მგ
ოსპი 12 მგ
წიწიბურა 8,2 მგ
გული 7,2 მგ
კურდღელი 4.4 მგ
შავი ხიზილალა 2,5 მგ

რა არის რკინა?

მეტალია. ორგანოებსა და ქსოვილებში რკინა გვხვდება დაახლოებით 3-5 გრამში. ეს არ არის ბევრი, მაგრამ ასეთი მცირე დოზა საკმარისია იმისათვის, რომ ორგანიზმმა წარმატებით გააგრძელოს არსებობა. მთელი რკინის ოთხი მეხუთედი შეიცავს ჰემოგლობინში, დანარჩენი კი მთელ სხეულშია მიმოფანტული და ნაწილდება ღვიძლში, კუნთებში, ძვლებში და ა.შ. შინაგანი რკინის ნაწილი შედის ფერმენტებში.

დროთა განმავლობაში ხდება მინერალის ბუნებრივი დაკარგვა და, შესაბამისად, ადამიანს სჭირდება რკინის გარკვეული დოზების მუდმივი მიწოდება. ის იკარგება შარდში და ოფლში, რკინის მოხმარება ასევე დაკავშირებულია ყოველთვიურ დანაკარგებთან მენსტრუაციის დროს.

რკინით მდიდარი საკვები

ელემენტი იმდენად გავრცელებულია ბუნებაში, რომ რკინა გვხვდება უმეტეს საკვებში. საუკეთესო წყაროა ცხოველები - ხორცი და ღვიძლი. მათში რკინა ყველაზე ასათვისებელ ფორმაშია. მცენარეულ საკვებში, როგორც წესი, ის ნაკლებია, ვიდრე ცხოველურ საკვებში, მაგრამ ეს ასევე მინერალის მნიშვნელოვანი წყაროა. ის გვხვდება ციტრუსოვან ხილში, ბროწეულში, ჭარხალში, წიწიბურაში, პარკოსნებში, თხილში, გოგრაში, ვაშლში, ზღვის მცენარეებსა და ხურმაში.

რკინის ყოველდღიური მოთხოვნილება

როგორც წესი, მამაკაცებს უფრო მეტი სჭირდებათ ვიტამინები და მინერალები, ვიდრე ქალებს, მაგრამ ამ შემთხვევაში ასე არ არის: ქალებს რკინის უფრო მაღალი დოზები სჭირდებათ. მათ სჭირდებათ 18 მგ მინერალი, ხოლო მამაკაცებს დაახლოებით 10 მგ. ბავშვებისთვის ნორმა ზუსტად არ არის განსაზღვრული სხვადასხვა წყაროების მიხედვით, ის შეიძლება იყოს 4-დან 15 მგ-მდე.

გაზრდილი რკინის მოთხოვნილება

რკინის გაზრდილი მოთხოვნილება თანდაყოლილია ადამიანთა შემდეგ ჯგუფებში:

ქალები მენსტრუაციის შემდგომ პერიოდში. სისხლის დაკარგვა, თუნდაც მცირე, საჭიროებს კომპენსაციას სისხლში ჰემოგლობინის შემცველობისთვის.
. ორსული და მეძუძური. ორსულობის დროს რკინის მნიშვნელოვანი მოხმარება ხორციელდება ნაყოფის სხეულის ასაშენებლად და მეძუძური დედები ხარჯავენ რკინას ბავშვის კვებაზე (ის გადადის დედის რძეში). ფაქტიურად ყოველ მეორე ორსულ ქალს აღენიშნება რკინის დეფიციტის ნიშნები, რაც მიუთითებს მოლოდინ დედებში ამ ელემენტის საჭიროების მნიშვნელოვან ზრდაზე.
. დაზიანებების, სისხლის დაკარგვის, სერიოზული ქირურგიული ოპერაციების შემდეგ.

რკინა ძალიან ღირებული ელემენტია. ამასთან დაკავშირებით სხეულმა ისწავლა მისი ხელახლა გამოყენება. ძველი სისხლის წითელი უჯრედების ბუნებრივი განადგურების დროს სპეციალური გადამზიდავი ცილები იჭერს გამოთავისუფლებულ რკინას და გადააქვთ ჰემატოპოეზურ ორგანოებში, სადაც კვლავ გამოიყენება.

თუმცა, მინერალის დაკარგვა ჯერ კიდევ საკმაოდ დიდია, ამიტომ ბევრ ადამიანს ყოველდღიურ ცხოვრებაში სჭირდება რკინის დამატებითი დამატება. თუ თქვენ გაქვთ ამ ელემენტის გაზრდილი საჭიროება, უნდა დაიწყოთ ამ ელემენტის შემცველი საკვები დანამატების მიღება.

საკვებიდან რკინის შეწოვა

იდეალურ პირობებშიც კი, საკვებიდან მიღებული რკინის 10%-ზე მეტი არ შეიწოვება. არსებობს მთელი რიგი ფაქტორები, რომლებიც კიდევ უფრო ამცირებს ამ მაჩვენებელს. ამავდროულად, არსებობს გარკვეული ფაქტორები, რომლებიც ზრდის მინერალის შეწოვას. რა განსაზღვრავს რკინის შეწოვის ხარისხს?

1. წყარო. ცხოველური წარმოშობის პროდუქტები შეიცავს რკინას ადვილად ათვისებადი ორვალენტიანი ფორმით. მცენარეებში ის სამვალენტიანია. მისი ათვისებისა და გამოსაყენებლად სხეულმა უნდა დახარჯოს ენერგია მინერალის ორვალენტიან ფორმაში აღსადგენად. ამიტომ წიწიბურას ან ბროწეულის წვენით მომარაგებული რკინის უმეტესი ნაწილი ორგანიზმს სარგებელს არ მოაქვს.
2. საჭმლის მომნელებელი ჯანმრთელობა. კუჭის წვენის შემცირებული მჟავიანობის, გასტრიტისა და ენტერიტის დროს რკინის შეწოვა საგრძნობლად მცირდება. ის ოპტიმალურია ჯანსაღი საჭმლის მომნელებელი ტრაქტისთვის.
3. საკვების შემადგენლობა.

4. რკინა უკეთ შეიწოვება C ვიტამინის, ბოსტნეულის და ხილის ორგანული მჟავების, ამინომჟავების ლიზინისა და ჰისტიდინის, ასევე ზოგიერთი ნახშირწყლების, როგორიცაა ფრუქტოზა და სორბიტოლის არსებობისას. ამრიგად, ხორცი და ღვიძლი ყოველთვის უნდა იყოს შერწყმული ახალი ბოსტნეულის სალათთან.

5. რკინა ნაკლებად ადვილად შეიწოვება ტანინების, დიეტური ბოჭკოების (ისინი „აგროვებენ“ რკინის მოლეკულებს და ორგანიზმიდან გამოაქვს), ფიტინისა და ოქსილის მჟავის არსებობისას. ეს ნიშნავს, რომ თუ თქვენ ეძებთ მეტი რკინის მიღებას, რეკომენდირებულია მოერიდოთ ისეთი საკვების მიღებას, როგორიცაა პარკოსნები, მჟავე, ისპანახი და ქატო. კალციუმი არის რკინის საკმაოდ ძლიერი ანტაგონისტი, რომელიც შეიცავს მის (ძირითადად რძის პროდუქტების) შეწოვას.

რკინის ბიოლოგიური როლი

რკინის ფუნქციებია:

ეს არის შეუცვლელი ელემენტი ჰემატოპოეზისთვის, ნედლეული რესპირატორული პიგმენტის ჰემოგლობინის ფორმირებისთვის და სისხლის წითელი უჯრედების ფორმირებისთვის.
. მნიშვნელოვანია ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების სინთეზისთვის
. აძლიერებს იმუნურ სისტემას, ხელს უწყობს სხეულის დამცავი ძალების გაზრდას
. აუმჯობესებს გარკვეული ვიტამინების მუშაობას, როგორიცაა ვიტამინი B6, B12, B9
. აუმჯობესებს რიგი მიკროელემენტების მოქმედებას, როგორიცაა კობალტი, მანგანუმი, სპილენძი
. ფერმენტების ნაწილი, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმში მავნე ნივთიერებების განეიტრალებას
. უზრუნველყოფს ქსოვილების სუნთქვის უნარს და ეს იძლევა არა მხოლოდ სამკურნალო, არამედ კოსმეტიკურ ეფექტს. ორგანიზმში რკინის ნორმალური მიღებით, ადამიანის კანი, თმა და ფრჩხილები კარგ მდგომარეობაში რჩება.
. იცავს ზედმეტი მუშაობისა და ქრონიკული დაღლილობისგან
. მას დიდი მნიშვნელობა აქვს ნერვული სისტემის ფუნქციონირებაში.

რკინის დეფიციტის ნიშნები

მინერალის დეფიციტი და რეგულარული რკინის დანამატების საჭიროება ძალზე ხშირია. ორგანიზმში ელემენტების დეფიციტის პირველი და მთავარი ნიშანი არის ანემია.

სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობის და სისხლში ჰემოგლობინის დონის შემცირება იწვევს შემდეგ სიმპტომებს: სისუსტე, დაღლილობის სწრაფი დაწყება, ფიზიკური აქტივობის არასტაბილურობა, ყაბზობა ან დიარეა, მადის და გემოს დარღვევა, დაბუჟება და გაციება კიდურები, ფერმკრთალი და მშრალი კანი, ფრჩხილების გაუარესება, თმის ცვენა, დასუსტებული იმუნური სისტემა და ა.შ. ხშირად სწორედ ეს ნიშნები გვაძლევს საშუალებას გამოვიცნოთ ორგანიზმში რკინის დეფიციტი. ადამიანი მიდის ექიმთან, უტარდება გამოკვლევა და ვლინდება ანემია.

ჭარბი რკინის ნიშნები

რკინის მაღალი კონცენტრაციის შემცველი საკვების მიღების დროსაც კი, რკინის ჭარბი რაოდენობა არ ხდება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ორგანიზმი დამოუკიდებლად „ფილტრავს“ ჭარბ მინერალურ ნაერთებს და იღებს ზუსტად იმდენ რკინას, რამდენიც სჭირდება.

მისთვის გაცილებით რთულია წინააღმდეგობა გაუწიოს წამლებით მოწოდებულ რკინის ულტრა მაღალ დოზებს. თუ რკინის შემცველი პროდუქტები და საკვები დანამატები ძალიან ინტენსიურად გამოიყენება, შეიძლება მოხდეს მოწამვლა. ის თავს იგრძნობს ღებინების, თავის ტკივილის, განავლის დარღვევით და სხვა სიმპტომებით.

ჭარბი რკინა ასევე გვხვდება იშვიათ მდგომარეობაში, რომელსაც ჰემოქრომატოზი ეწოდება. ამ დაავადებით ორგანიზმი ახორციელებს რკინის პათოლოგიურ დაგროვებას, რაც გამოიხატება ღვიძლისა და სხვა ორგანოების სერიოზული დარღვევით.

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ საკვებში რკინის შემცველობაზე

თუ საჭმელს დიდხანს ამზადებთ, მათში საჭმლის მომნელებელი რკინის შემცველობა მცირდება, რადგან ის გადაიქცევა შეწოვისთვის მიუწვდომელ ფორმაში. ამიტომ, თუ ხორცს ან ღვიძლს ყიდულობთ, აირჩიე უმაღლესი ხარისხის პროდუქტები, რომლებიც არ იქნება ძალიან მკაცრი და არ დასჭირდება დიდხანს მოხარშვას ან შეწვას.

ამ სტატიაში ვისაუბრებთ რკინაზე, მის ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებზე. მათ დიდი მნიშვნელობა ენიჭება რკინის ტრანსპორტირების მეთოდის, მისი შენახვის პირობების, წარმოების, დნობის და ა.შ.

რკინა ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული ლითონია. მაგრამ ხშირად ეს არის ის, რასაც ისინი უწოდებენ მის შენადნობს რაიმე სახის დანამატთან, მაგალითად, ნახშირბადთან. ეს ხელს უწყობს თავად ლითონის მოქნილობისა და რბილობის შენარჩუნებას. ასეთ შემადგენლობაში ინდიკატორი იქნება სუფთა ლითონის, ნახშირბადის და მინარევების რაოდენობა.

ფოლადის დნობისთვის გამოიყენება მეტალიზების მეთოდი, რომელიც ეხმარება პროდუქტს გახდეს უფრო მდგრადი გარე ზემოქმედების მიმართ, როგორიცაა ეროზია, კოროზია და ცვეთა. ამ შემთხვევაში, დამატებითი მინარევების შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს.

ნახშირბადი

ნახშირბადის შემცველობის პროცენტი შენადნობაში შეიძლება მერყეობდეს 0,2%-დან 10%-მდე. ეს დამოკიდებულია რკინის აღდგენის მეთოდზე. უფრო მეტიც, მეტალიზების რაოდენობა და ხარისხი შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს. აირის შემცირების პროცესებში, ძაფისებრი ნახშირბადი დეპონირდება გაზის ფაზიდან რკინის ზედაპირზე. მაგრამ რეაქცია ბოლომდე არ დასრულებულა და მეტალიზებულ პროდუქტს აქვს ნახშირბადისგან წარმოქმნილი ჭვარტლი მის ზედაპირზე და მის ფორებში.

ფოსფორი

რკინის პირდაპირი შემცირების პროცესში ფოსფორის რაოდენობა არ მცირდება და მეტალიზების დროს მისი შემცველობის პროცენტი უტოლდება მის რაოდენობას საკვებ პროდუქტში. ეს შეიძლება შემცირდეს შემცირების პროცესისთვის გამოყენებული მადნის სრული გამდიდრებით. უფრო მეტიც, ფოსფორისა და რკინის თანაფარდობა დამოკიდებულია რკინის პროცენტის მატებაზე, რაც იწვევს ფოსფორის შემცველობის პროცენტის შემცირებას. უმეტეს ფორმულირებაში არის 0,010-0,020%, იშვიათად 0,030%.

გოგირდის

რკინის პირდაპირი შემცირების ნედლეული ხშირად არის მარცვლები, რომლებიც არ გაჟღენთილია, რადგან გოგირდის უმეტესი ნაწილი ამოღებულია ჟანგვითი გამოწვით და გოგირდის მთავარი წყარო იქნება შემცირების აგენტი.

საწყისი მყარი შემცირების აგენტით, მეტალიზებულ მასალაში გოგირდის რაოდენობა შეიძლება იყოს მაღალი. მაშინ მისი შემცირება შესაძლებელია კირქვისა და დოლომიტის დამატებით.

აირისებრი შემამცირებელი აგენტის შემთხვევაში გამომავალი არის პროდუქტი გოგირდის დაბალი პროცენტით, 0,003-მდე.

აზოტი და წყალბადი

აზოტს მცირე რაოდენობით შეიცავს მადანი, რაც განსაზღვრავს მის მცირე პროცენტს მეტალიზებულ მასალებში, 0,003%-მდე. წყალბადის რაოდენობა 150 კუბურ მეტრს აღწევს. სმ 100 გრამზე, ხოლო ფოლადში მისი პროცენტი იგივეა, რაც ჯართის დნობისას.

ფერადი ლითონები

ფერადი ლითონების, კერძოდ, ნიკელის, ქრომის, ტყვიის, სპილენძის რაოდენობას აქვს პირდაპირი შემცირებული რკინის შემადგენლობა და ხშირად დაბალია ნედლეულის სისუფთავის გამო. Sponge რკინის ეს მაჩვენებელი შეიძლება შევადაროთ თუჯის. ერთადერთი განსხვავება ის იქნება, რომ თუჯის შეიცავს ქრომს შემცირებული ფორმით.

ტიტანი, ქრომი, ვანადიუმი გვხვდება მეტალიზებულ მარცვლებში, როგორც ოქსიდების ნაწილი. დნობის პროცესის დროს საკმაოდ მარტივია მათი წიდისგან ამოღების თავიდან აცილების შესაძლებლობის ორგანიზება. ეს შესაძლებელს ხდის ლითონის მიღებას, რომელიც შეიცავს ტიტანის, ქრომის და, შესაძლოა, მანგანუმის დაბალ პროცენტს.

რკინა, რომლის შემადგენლობაში შედის კალა, ტყვია, თუთია და სხვა ფერადი ლითონები და მცირე და სტაბილური პროცენტით, წარმოიქმნება მარცვლების გამოწვის ჟანგვითი პროცესის, რკინის პირდაპირი შემცირებისა და დნობის დროს. ეს ყველაფერი განპირობებულია ამ ლითონების მცირე რაოდენობით მინარევებით მადნებში, ასევე მათი ნაწილობრივი მოცილებით.

დადგინდა, რომ თუთიის მოცილება შესაძლებელია მეტალიზებისა და დნობის დროს. ტყვია აორთქლდება სროლისა და შემცირების დროს, მაგრამ მცირე რაოდენობით და მთავარია დნობის პროცესი. თუნუქი, ისევე როგორც ანტიმონი, ძნელია კომპოზიციიდან მისი დაბალი შემცველობის გამო ამოღება, ან თუნდაც მეტალად გადაქცევა. ლაბორატორიულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ რკინისგან დამზადებულია ფერადი ლითონების რაოდენობა, როგორც მინარევები. მათი პროცენტული მაჩვენებელი მერყეობს 0,01-ზე ნაკლებიდან, როგორც ნიკელის, ქრომისა და სპილენძის შემცველ ფოლადში, 0,001-ზე ნაკლებამდე კალის, ტყვიის, დარიშხანის, ანტიმონისა და თუთიის შემადგენლობაში.

რკინა არის ძირითადი სტრუქტურული მასალა. ლითონი გამოიყენება სიტყვასიტყვით ყველგან - რაკეტებიდან და წყალქვეშა ნავებიდან დაწყებული დანაჩანგალიდან და დამუშავებული რკინის გრილის დეკორაციებამდე. დიდწილად, ამას ხელს უწყობს ბუნებაში არსებული ელემენტი. თუმცა, რეალური მიზეზი მისი სიძლიერე და გამძლეობაა.

ამ სტატიაში დავახასიათებთ რკინას, როგორც ლითონს და მივუთითებთ მის სასარგებლო ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს. ცალკე გეტყვით, რატომ ჰქვია რკინას შავი ლითონი და რით განსხვავდება იგი სხვა ლითონებისგან.

უცნაურად საკმარისია, მაგრამ ზოგჯერ ჩნდება კითხვა, არის თუ არა რკინა ლითონი თუ არალითონი. რკინა არის დ.ი. მენდელეევის ცხრილის მე-8 პერიოდის ელემენტი. მოლეკულური წონა არის 55,8, რაც საკმაოდ მაღალია.

ეს არის ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ლითონი, საკმაოდ რბილი, დრეკადი და აქვს მაგნიტური თვისებები. სინამდვილეში, სუფთა რკინა ძალიან იშვიათად გვხვდება და გამოიყენება, რადგან ლითონი ქიმიურად აქტიურია და გადის სხვადასხვა რეაქციას.

ეს ვიდეო გეტყვით რა არის რკინა:

კონცეფცია და მახასიათებლები

რკინას ჩვეულებრივ უწოდებენ შენადნობას მინარევების მცირე პროპორციით - 0,8%-მდე, რომელიც ინარჩუნებს ლითონის თითქმის ყველა თვისებას. ეს კი არ არის ფართოდ გავრცელებული ეს ვარიანტი, არამედ ფოლადი და თუჯის. მათ სახელი მიიღეს - შავი ლითონი, რკინა, ან, უფრო სწორად, იგივე თუჯი და ფოლადი - მადნის ფერის - შავის წყალობით.

დღეს რკინის შენადნობებს შავი ლითონები ეწოდება: ფოლადი, თუჯი, ფერიტი, ასევე მანგანუმი და ზოგჯერ ქრომი.

რკინა ძალიან გავრცელებული ელემენტია. დედამიწის ქერქში შემცველობის მიხედვით მე-4 ადგილს იკავებს, ჟანგბადთან შედარებით და. დედამიწის ბირთვი შეიცავს 86% რკინას და მხოლოდ 14% არის მანტიაში. ზღვის წყალი შეიცავს ძალიან ცოტა ნივთიერებას - 0,02 მგ/ლ-მდე მდინარის წყალი შეიცავს ოდნავ მეტს - 2 მგ/ლ-მდე;

რკინა ტიპიური მეტალია და ასევე საკმაოდ აქტიური. იგი რეაგირებს განზავებულ და კონცენტრირებულ მჟავებთან, მაგრამ ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტების გავლენით მას შეუძლია წარმოქმნას რკინის მჟავას მარილები.

ჰაერში რკინა სწრაფად იფარება ოქსიდის ფენით, რაც ხელს უშლის შემდგომ რეაქციას.

თუმცა, ტენიანობის თანდასწრებით, ჟანგი ჩნდება ოქსიდის ფირის ნაცვლად, რომელიც, მისი ფხვიერი სტრუქტურის გამო, ხელს არ უშლის შემდგომ დაჟანგვას. ეს თვისება, კოროზია ტენიანობის არსებობისას, არის რკინის შენადნობების მთავარი მინუსი. აღსანიშნავია, რომ მინარევები იწვევს კოროზიის პროვოცირებას, ხოლო ქიმიურად სუფთა ლითონი მდგრადია წყლის მიმართ.

მნიშვნელოვანი პარამეტრები

• სუფთა ლითონის რკინა საკმაოდ ელასტიურია, ადვილად ყალბი და ძნელად ჩამოსხმა. ამასთან, ნახშირბადის მცირე მინარევები მნიშვნელოვნად ზრდის მის სიმტკიცეს და მტვრევადობას. ეს ხარისხი გახდა ბრინჯაოს იარაღების რკინისგან გადაადგილების ერთ-ერთი მიზეზი.
• თუ შევადარებთ რკინის შენადნობებს და მათგან, რაც ძველ სამყაროში იყო ცნობილი, აშკარაა, რომ როგორც კოროზიის წინააღმდეგობის, ასევე, შესაბამისად, გამძლეობის თვალსაზრისით. თუმცა, მასობრივმა მასშტაბებმა კალის მაღაროების ამოწურვა გამოიწვია. და, რადგან ის მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე , წარსულის მეტალურგები დადგნენ ჩანაცვლების საკითხის წინაშე. და რკინამ შეცვალა ბრინჯაო. ეს უკანასკნელი მთლიანად ჩაანაცვლა, როდესაც ფოლადი გამოჩნდა: ბრინჯაო არ იძლევა სიხისტისა და ელასტიურობის ასეთ კომბინაციას.
• რკინა კობალტთან ერთად ქმნის რკინის ტრიადას. ელემენტების თვისებები ძალიან ახლოსაა, უფრო ახლოსაა, ვიდრე მათი ანალოგები გარე ფენის იგივე სტრუქტურით. ყველა ლითონს აქვს შესანიშნავი მექანიკური თვისებები: მათი ადვილად დამუშავება, გორვა, დახატვა და გაყალბება და შტამპი შეიძლება. კობალტი ნაკლებად რეაქტიული და უფრო მდგრადია კოროზიის მიმართ, ვიდრე რკინა. თუმცა, ამ ელემენტების დაბალი სიმრავლე არ იძლევა მათი ფართოდ გამოყენების საშუალებას, როგორც რკინა.

ტექნიკის მთავარი „კონკურენტი“ გამოყენების არეალის თვალსაზრისით არის. მაგრამ სინამდვილეში, ორივე მასალას აქვს სრულიად განსხვავებული თვისებები. ის არ არის რკინასავით ძლიერი, ნაკლებად ადვილად იშლება და არ შეიძლება გაყალბდეს. მეორეს მხრივ, მეტალი გაცილებით მსუბუქია წონით, რაც სტრუქტურას გაცილებით მსუბუქს ხდის.

ასეთი განსხვავებული თვისებები იწვევს გამოყენების სრულიად განსხვავებულ სფეროებს, ამიტომ სამშენებლო მასალები ძალიან იშვიათად „ებრძვის“, მაგალითად, ავეჯის წარმოებაში, სადაც ალუმინის პროფილის სიმსუბუქე ეწინააღმდეგება ფოლადის სიძლიერეს.

რკინის დადებითი და უარყოფითი მხარეები განიხილება ქვემოთ.

დადებითი და უარყოფითი მხარეები

რკინის მთავარი უპირატესობა სხვა სტრუქტურულ ლითონებთან შედარებით არის მისი სიმრავლე და შედარებით მარტივი დნობა.

მაგრამ, გამოყენებული რკინის რაოდენობის გათვალისწინებით, ეს ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორია.

უპირატესობები

• ლითონის უპირატესობებში შედის სხვა თვისებები.
• სიმტკიცე და სიმტკიცე ელასტიურობის შენარჩუნებისას - საუბარია არა ქიმიურად სუფთა რკინაზე, არამედ შენადნობებზე. უფრო მეტიც, ეს თვისებები საკმაოდ განსხვავდება ფოლადის კლასის, სითბოს დამუშავების მეთოდის, წარმოების მეთოდის და ა.შ.
• ფოლადებისა და ფერიტების მრავალფეროვნება საშუალებას გაძლევთ შექმნათ და აირჩიოთ მასალა ფაქტიურად ნებისმიერი ამოცანისთვის - ხიდის ჩარჩოდან საჭრელ იარაღამდე. განსაზღვრული თვისებების მიღების შესაძლებლობა ძალიან მცირე მინარევების დამატებით არის უჩვეულოდ დიდი უპირატესობა.
• დამუშავების სიმარტივე შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა სახის პროდუქტების მიღებას: წნელები, მილები, ფორმის პროდუქტები, სხივები, ფურცელი რკინის და ა.შ.
• რკინის მაგნიტური თვისებები ისეთია, რომ ლითონი არის მთავარი მასალა მაგნიტური დისკების წარმოებისთვის.
• შენადნობების ღირებულება, რა თქმა უნდა, დამოკიდებულია შემადგენლობაზე, მაგრამ მაინც მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ფერადი შენადნობების უმეტესობა, თუმცა უფრო მაღალი სიმტკიცის მახასიათებლებით.

რკინის მოქნილობა უზრუნველყოფს მასალას ძალიან მაღალი დეკორატიული შესაძლებლობებით.

ხარვეზები

• რკინის შენადნობების უარყოფითი მხარეები მნიშვნელოვანია.
• პირველ რიგში, ეს არის არასაკმარისი კოროზიის წინააღმდეგობა. ფოლადის სპეციალური ტიპები - უჟანგავი - აქვს ეს სასარგებლო ხარისხი, მაგრამ ასევე ბევრად უფრო ძვირია. უფრო ხშირად, ლითონი დაცულია საფარის გამოყენებით - ლითონის ან პოლიმერის.
• რკინას შეუძლია ელექტროენერგიის შენახვა, ამიტომ მისი შენადნობებისგან დამზადებული პროდუქტები ექვემდებარება ელექტროქიმიურ კოროზიას. ინსტრუმენტებისა და მანქანების კორპუსები, მილსადენები უნდა იყოს დაცული რაიმე ფორმით - კათოდური დაცვა, მსხვერპლშეწირვა და ა.შ.

ლითონი მძიმეა, ამიტომ რკინის კონსტრუქციები მნიშვნელოვნად ამძიმებს სამშენებლო ობიექტს - შენობა, რკინიგზის ვაგონი, საზღვაო ხომალდი.

რკინა არსებობს 4 სხვადასხვა მოდიფიკაციით, რომლებიც განსხვავდება ერთმანეთისგან გისოსების პარამეტრებით და სტრუქტურით. ფაზების არსებობა მართლაც გადამწყვეტია დნობისთვის, რადგან ეს არის ფაზური გადასვლები და მათი დამოკიდებულება შენადნობ ელემენტებზე, რაც უზრუნველყოფს მეტალურგიული პროცესების დინებას ამ სამყაროში. ამრიგად, ჩვენ ვსაუბრობთ შემდეგ ეტაპებზე:

• α ფაზა სტაბილურია +769 C-მდე და აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსი. α ფაზა არის ფერომაგნიტური, ანუ ის ინარჩუნებს მაგნიტიზაციას მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში. 769 C ტემპერატურა ლითონისთვის კიური წერტილია.
• β-ფაზა არსებობს +769 C-დან +917 C-მდე. მოდიფიკაციის სტრუქტურა იგივეა, მაგრამ გისოსების პარამეტრები გარკვეულწილად განსხვავებულია. ამ შემთხვევაში, თითქმის ყველა ფიზიკური თვისება შენარჩუნებულია მაგნიტურის გარდა: რკინა ხდება პარამაგნიტური.
• γ ფაზა ჩნდება +917-დან +1394 C-მდე დიაპაზონში. მას აქვს სახეზე ორიენტირებული კუბური გისოსი.
• δ ფაზა არსებობს +1394 C ტემპერატურაზე და აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური გისოსი.

ასევე არსებობს ε-მოდიფიკაცია, რომელიც ჩნდება მაღალი წნევის დროს, ასევე გარკვეული ელემენტებით დოპინგის შედეგად. ε ფაზას აქვს მჭიდროდ შეფუთული ექვსკუთხა გისოსი.

ეს ვიდეო მოგითხრობთ რკინის ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე:

თვისებები და მახასიათებლები

ძალიან ბევრია დამოკიდებული მის სისუფთავეზე. განსხვავება ქიმიურად სუფთა რკინისა და ჩვეულებრივი ტექნიკური და, მით უმეტეს, შენადნობი ფოლადის თვისებებს შორის, ძალიან მნიშვნელოვანია. როგორც წესი, ფიზიკური მახასიათებლები მოცემულია ტექნიკურ რკინაზე მინარევის ფრაქციის 0,8%.

აუცილებელია განასხვავოთ მავნე მინარევები შენადნობი დანამატებისგან. პირველი - გოგირდი და ფოსფორი, მაგალითად, ანიჭებს მსხვრევად შენადნობას სიხისტისა და მექანიკური წინააღმდეგობის გაზრდის გარეშე. ფოლადის ნახშირბადი ზრდის ამ პარამეტრებს, ანუ ის სასარგებლო კომპონენტია.

• რკინის სიმკვრივე (გ/სმ3) გარკვეულწილად დამოკიდებულია ფაზაზე. ამრიგად, α-Fe-ს აქვს 7,87 გ/კუბურ მეტრზე სიმკვრივე. სმ ნორმალურ ტემპერატურაზე და 7,67 გ/სმ. სმ +600 C. γ-ფაზის სიმკვრივე უფრო დაბალია - 7,59 გ/კუბ. სმ, ხოლო δ-ფაზა კიდევ ნაკლებია - 7,409 გ/სმ.
• ნივთიერების დნობის წერტილია +1539 C. რკინა ზომიერად ცეცხლგამძლე მეტალია.
• დუღილის წერტილი – +2862 C.
• სიმტკიცე, ანუ წინააღმდეგობა სხვადასხვა სახის დატვირთვაზე - წნევა, დაძაბულობა, მოხრა, რეგულირდება ფოლადის, თუჯის და ფერიტის თითოეული კლასისთვის, ამიტომ ძნელია ზოგადად ამ მაჩვენებლებზე საუბარი. ამრიგად, მაღალსიჩქარიან ფოლადს აქვს 2,5–2,8 გპა მოსახვევის ძალა. და ჩვეულებრივი ტექნიკური რკინის იგივე პარამეტრია 300 მპა.
• სიხისტე მოჰსის მასშტაბით არის 4–5. სპეციალური ფოლადები და ქიმიურად სუფთა რკინა გაცილებით მაღალ ეფექტურობას აღწევს.
• სპეციფიური ელექტრული წინააღმდეგობაა 9,7·10-8 ohm·m. რკინა სპილენძზე ან ალუმინისზე ბევრად უარესად ატარებს დენს.
• თბოგამტარობა ასევე დაბალია, ვიდრე ამ ლითონებისა და დამოკიდებულია ფაზის შემადგენლობაზე. 25 C ტემპერატურაზე არის 74.04 W/(m K), 1500 C ტემპერატურაზე არის 31.8 [W/(m K)].
• რკინა მშვენივრად არის გაყალბებული, როგორც ნორმალურ, ასევე ამაღლებულ ტემპერატურაზე. თუჯის და ფოლადის ჩამოსხმა შესაძლებელია.
• ნივთიერებას არ შეიძლება ეწოდოს ბიოლოგიურად ინერტული. თუმცა, მისი ტოქსიკურობა ძალიან დაბალია. თუმცა ეს დაკავშირებულია არა იმდენად ელემენტის აქტივობასთან, არამედ ადამიანის ორგანიზმის უუნარობასთან, რომ კარგად შეითვისოს იგი: მაქსიმალური არის მიღებული დოზის 20%.

რკინა არ შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც გარემოსდაცვითი ნივთიერება. თუმცა, გარემოს ძირითად ზიანს აყენებს არა მისი ნარჩენები, რადგან რკინა საკმაოდ სწრაფად ჟანგდება, არამედ წარმოების ნარჩენები - წიდები და გამოთავისუფლებული აირები.

წარმოება

რკინა ძალიან გავრცელებული ელემენტია, ამიტომ დიდ ხარჯებს არ საჭიროებს. დეპოზიტები განვითარებულია როგორც ღია ორმოს, ისე მაღაროს მეთოდით. სინამდვილეში, ყველა სამთო მადანი შეიცავს რკინას, მაგრამ განვითარებულია მხოლოდ ის, სადაც ლითონის წილი საკმარისად დიდია.

ეს არის მდიდარი მადნები - წითელი, მაგნიტური და ყავისფერი რკინის მადანი, რკინის წილით 74% -მდე, საშუალო შემცველობით - მარკაზიტი, მაგალითად, და დაბალი ხარისხის მადნები რკინის წილით მინიმუმ 26% - სიდერიტი.

მდიდარი მადანი დაუყოვნებლივ იგზავნება ქარხანაში. გამდიდრებულია საშუალო და დაბალი შემცველობის კლდეები.

რკინის შენადნობების წარმოების რამდენიმე მეთოდი არსებობს. როგორც წესი, ნებისმიერი ფოლადის დნობა გულისხმობს თუჯის წარმოებას. იგი დნება აფეთქებულ ღუმელში 1600C ტემპერატურაზე. მუხტი - აგლომერატი, გრანულები, ნაკადთან ერთად იტვირთება ღუმელში და აფეთქდება ცხელი ჰაერით. ამ შემთხვევაში ლითონი დნება და კოქსი იწვის, რაც საშუალებას გაძლევთ დაწვათ არასასურველი მინარევები და გამოყოთ წიდა.

• ღია კერა - გამდნარ თუჯს მადნის და ჯართის დამატებით დნობენ 2000 C ტემპერატურაზე ნახშირბადის შემცველობის შესამცირებლად. დამატებითი ინგრედიენტები, ასეთის არსებობის შემთხვევაში, ემატება დნობის ბოლოს. ამ გზით მიიღება უმაღლესი ხარისხის ფოლადი.
• ჟანგბადის გადამყვანი უფრო პროდუქტიული მეთოდია. ღუმელში თუჯის სისქე ჰაერით აფეთქებენ 26 კგ/კვ. იხილეთ ჟანგბადის და ჰაერის ნარევი ან სუფთა ჟანგბადი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოლადის თვისებების გასაუმჯობესებლად;
• ელექტრო დნობა - უფრო ხშირად გამოიყენება სპეციალური შენადნობი ფოლადების დასამზადებლად. თუჯი იწვება ელექტროღუმელში 2200 C ტემპერატურაზე.

ფოლადის მიღება ასევე შესაძლებელია პირდაპირი მეთოდით. ამისათვის, რკინის მაღალი შემცველობის მქონე გრანულები იტვირთება ლილვის ღუმელში და იწმინდება წყალბადით 1000 C ტემპერატურაზე. ეს უკანასკნელი ამცირებს რკინას ოქსიდიდან შუალედური საფეხურების გარეშე.

შავი მეტალურგიის სპეციფიკიდან გამომდინარე, იყიდება ან რკინის გარკვეული შემცველობის მადანი, ან მზა პროდუქცია - თუჯი, ფოლადი, ფერიტი. მათი ფასები მნიშვნელოვნად განსხვავდება. 2016 წელს რკინის მადნის საშუალო ღირებულება - მდიდარი, 60%-ზე მეტი ელემენტის შემცველობით - 50 დოლარია ტონაზე.

ფოლადის ღირებულება ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული, რაც ზოგჯერ ფასების მატებასა და დაცემას სრულიად არაპროგნოზირებადს ხდის. 2016 წლის შემოდგომაზე, ფიტინგების და ცხელი და ცივი ნაგლინი ფოლადის ღირებულება მკვეთრად გაიზარდა კოქსინგ ნახშირზე, დნობის შეუცვლელი მონაწილეს, ფასების თანაბრად მკვეთრი ზრდის გამო. ნოემბერში ევროპული კომპანიები გვთავაზობენ ცხელი ნაგლინი ფოლადის კოჭებს ტონაზე 500 ევროდ.

გამოყენების სფერო

რკინისა და რკინის შენადნობების გამოყენების სფერო უზარმაზარია. უფრო ადვილია იმის მითითება, თუ სად არ არის გამოყენებული ლითონი.

• კონსტრუქცია - ყველა ტიპის ჩარჩოს კონსტრუქცია, ხიდის მზიდი ჩარჩოდან დაწყებული, დეკორატიული ბუხრის ჩარჩომდე ბინაში, არ შეუძლია სხვადასხვა ხარისხის ფოლადის გარეშე. ფიტინგები, წნელები, I-სხივები, არხები, კუთხეები, მილები: მშენებლობაში გამოიყენება აბსოლუტურად ყველა ფორმის და სექციური პროდუქტი. იგივე ეხება ლითონის ფურცელს: მისგან კეთდება გადახურვა და ა.შ.
• მექანიკური ინჟინერია - სიმტკიცის და აცვიათ წინააღმდეგობის თვალსაზრისით, ძალიან ცოტაა, რაც შეიძლება შედარება ფოლადისაგან, ამიტომ მანქანების აბსოლუტური უმრავლესობის სხეულის ნაწილები დამზადებულია ფოლადისგან. განსაკუთრებით იმ შემთხვევებში, როდესაც მოწყობილობა უნდა მუშაობდეს მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში.
• ინსტრუმენტები - შენადნობი ელემენტების და გამკვრივების დახმარებით ლითონს შეიძლება მიეცეს სიმტკიცე და სიმტკიცე ბრილიანტთან ახლოს. მაღალსიჩქარიანი ფოლადები ნებისმიერი დამუშავების ხელსაწყოს საფუძველია.
• ელექტროტექნიკაში რკინის გამოყენება უფრო შეზღუდულია, სწორედ იმიტომ, რომ მინარევები შესამჩნევად აუარესებს მის ელექტრო თვისებებს, რომლებიც ისედაც დაბალია. მაგრამ ლითონი შეუცვლელია ელექტრო მოწყობილობების მაგნიტური ნაწილების წარმოებაში.
• მილსადენი - ნებისმიერი სახის და ტიპის კომუნიკაციები მზადდება ფოლადისა და თუჯისგან: გათბობა, წყალმომარაგების სისტემები, გაზსადენები, მაგისტრალური ხაზების ჩათვლით, დენის კაბელების გარსები, ნავთობსადენები და ა.შ. მხოლოდ ფოლადი უძლებს ასეთ უზარმაზარ დატვირთვას და შიდა წნევას.
• საყოფაცხოვრებო მოხმარება - ფოლადი გამოიყენება ყველგან: ფიტინგებიდან და დანაჩანგალიდან დაწყებული რკინის კარებითა და საკეტებით. ლითონის სიძლიერე და აცვიათ წინააღმდეგობა მას შეუცვლელს ხდის.

რკინა და მისი შენადნობები აერთიანებს სიმტკიცეს, გამძლეობას და აცვიათ წინააღმდეგობას. გარდა ამისა, ლითონის წარმოება შედარებით იაფია, რაც მას შეუცვლელ მასალად აქცევს თანამედროვე ეროვნული ეკონომიკისთვის.

ეს ვიდეო მოგითხრობთ რკინის შენადნობების შესახებ ფერადი და მძიმე შავი ლითონებით:

რკინა ითვლება ერთ-ერთ ყველაზე გავრცელებულ ლითონად დედამიწის ქერქში ალუმინის შემდეგ. მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ისეთია, რომ მას აქვს შესანიშნავი ელექტრული გამტარობა, თბოგამტარობა და ელასტიურობა, აქვს მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერი და მაღალი ქიმიური რეაქტიულობა, რომ სწრაფად იშლება მაღალი ტენიანობის ან მაღალი ტემპერატურის დროს. წვრილად გაფანტულ მდგომარეობაში ყოფნისას, ის იწვის სუფთა ჟანგბადში და სპონტანურად ანთებს ჰაერში.

რკინის ისტორიის დასაწყისი

III ათასწლეულში ძვ.წ. ე. ხალხმა დაიწყო მოპოვება და ისწავლა ბრინჯაოსა და სპილენძის დამუშავება. ისინი ფართოდ არ გამოიყენებოდა მათი მაღალი ღირებულების გამო. ახალი ლითონის ძებნა გაგრძელდა. რკინის ისტორია ჩვენს წელთაღრიცხვამდე პირველ საუკუნეში დაიწყო. ე. ბუნებაში, მისი ნახვა შესაძლებელია მხოლოდ ჟანგბადთან ნაერთების სახით. სუფთა ლითონის მისაღებად აუცილებელია ბოლო ელემენტის გამოყოფა. რკინის დნობას დიდი დრო დასჭირდა, რადგან ის 1539 გრადუსამდე უნდა გაცხელებულიყო. და მხოლოდ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე პირველ ათასწლეულში ყველის წარმოების ღუმელების მოსვლასთან ერთად დაიწყეს ამ ლითონის მოპოვება. თავიდან ის მყიფე იყო და უამრავ ნარჩენს შეიცავდა.

სამჭედლოების მოსვლასთან ერთად, რკინის ხარისხი საგრძნობლად გაუმჯობესდა. შემდგომში მას ამუშავებდნენ მჭედლობაში, სადაც წიდა ცალ-ცალკე ხდებოდა ჩაქუჩის დარტყმით. სამჭედლო ლითონის დამუშავების ერთ-ერთ ძირითად სახეობად იქცა, ხოლო მჭედლობა წარმოების შეუცვლელ დარგად. რკინა მისი სუფთა სახით არის ძალიან რბილი ლითონი. იგი ძირითადად გამოიყენება ნახშირბადის შენადნობაში. ეს დანამატი აძლიერებს რკინის ფიზიკურ თვისებებს, როგორიცაა სიხისტე. იაფფასიანმა მასალამ მალე ფართოდ შეაღწია ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში და მოახდინა რევოლუცია საზოგადოების განვითარებაში. ყოველივე ამის შემდეგ, უძველეს დროშიც კი, რკინის ნაწარმი დაფარული იყო ოქროს სქელი ფენით. კეთილშობილ ლითონთან შედარებით მაღალი ფასი ჰქონდა.

რკინა ბუნებაში

ლითოსფერო შეიცავს უფრო მეტ ალუმინს, ვიდრე რკინას. ბუნებაში ის მხოლოდ ნაერთების სახით გვხვდება. რკინის რკინა, რეაგირებს, აქცევს ნიადაგს ყავისფერს და აძლევს ქვიშას მოყვითალო ელფერს. რკინის ოქსიდები და სულფიდები მიმოფანტულია დედამიწის ქერქში, ზოგჯერ არის მინერალების დაგროვება, საიდანაც შემდგომში ლითონი მოიპოვება. ზოგიერთ მინერალურ წყაროში შავი რკინის შემცველობა წყალს განსაკუთრებულ გემოს ანიჭებს.

ძველი წყლის მილებიდან გამომავალი ჟანგიანი წყალი სამვალენტიანი მეტალით არის შეფერილი. მისი ატომები ასევე გვხვდება ადამიანის სხეულში. ისინი გვხვდება სისხლში ჰემოგლობინში (რკინის შემცველი ცილა), რომელიც ორგანიზმს ჟანგბადით ამარაგებს და ნახშირორჟანგს შლის. ზოგიერთი მეტეორიტი შეიცავს სუფთა რკინას, ზოგჯერ გვხვდება მთლიანი ხმლები.

რა ფიზიკური თვისებები აქვს რკინას?

ეს არის დრეკადი ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი ნაცრისფერი ელფერით და მეტალის ბზინვარებით. ეს არის ელექტრო დენის და სითბოს კარგი გამტარი. მისი მოქნილობის გამო, ის შესანიშნავად ერგება გაყალბებასა და გორვას. რკინა წყალში არ იხსნება, მაგრამ თხევადდება ვერცხლისწყალში, დნება 1539 ტემპერატურაზე და დუღს 2862 გრადუს ცელსიუსზე, აქვს სიმკვრივე 7,9 გ/სმ³. რკინის ფიზიკური თვისებების თავისებურება ის არის, რომ ლითონი იზიდავს მაგნიტით და, გარე მაგნიტური ველის გაუქმების შემდეგ, ინარჩუნებს მაგნიტიზაციას. ამ თვისებების გამოყენებით, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაგნიტების დასამზადებლად.

ქიმიური თვისებები

რკინას აქვს შემდეგი თვისებები:

• ჰაერში და წყალში ის ადვილად იჟანგება, იფარება ჟანგით;
• ჟანგბადში, ცხელი მავთული იწვის (და სასწორი წარმოიქმნება რკინის ოქსიდის სახით);
• 700-900 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე რეაგირებს წყლის ორთქლთან;
• გაცხელებისას რეაგირებს არალითონებთან (ქლორი, გოგირდი, ბრომი);
• რეაგირებს განზავებულ მჟავებთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება რკინის მარილები და წყალბადი;
• არ იხსნება ტუტეებში;
• შეუძლია ლითონების გადაადგილება მათი მარილების ხსნარებიდან (რკინის ლურსმანი სპილენძის სულფატის ხსნარში იფარება წითელი საფარით - ეს არის სპილენძის გამოყოფა);
• კონცენტრირებულ ტუტეებში დუღილის დროს ვლინდება რკინის ამფოტერიულობა.

მახასიათებელი თვისებები

რკინის ერთ-ერთი ფიზიკური თვისებაა ფერომაგნიტურობა. პრაქტიკაში ხშირად გვხვდება ამ მასალის მაგნიტური თვისებები. ეს არის ერთადერთი მეტალი, რომელსაც აქვს ასეთი იშვიათი თვისება.

მაგნიტური ველის გავლენით რკინა მაგნიტირდება. ლითონი დიდხანს ინარჩუნებს ფორმირებულ მაგნიტურ თვისებებს და თავად რჩება მაგნიტად. ეს განსაკუთრებული ფენომენი აიხსნება იმით, რომ რკინის სტრუქტურა შეიცავს დიდი რაოდენობით თავისუფალ ელექტრონებს, რომლებსაც შეუძლიათ მოძრაობა.

რეზერვები და წარმოება

დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტია რკინა. დედამიწის ქერქში შემცველობის მიხედვით მეოთხე ადგილზეა. ცნობილია მრავალი მადანი, რომელიც შეიცავს მას, მაგალითად, მაგნიტური და ყავისფერი რკინის საბადო. ლითონი წარმოებულია ინდუსტრიაში ძირითადად ჰემატიტისა და მაგნეტიტის საბადოებიდან აფეთქების ღუმელის პროცესის გამოყენებით. პირველ რიგში, ის მცირდება ნახშირბადით ღუმელში მაღალ ტემპერატურაზე 2000 გრადუს ცელსიუსზე.

ამისათვის რკინის მადანი, კოქსი და ნაკადი იკვებება აფეთქების ღუმელში ზემოდან და ცხელი ჰაერის ნაკადი შეჰყავთ ქვემოდან. ასევე გამოიყენება რკინის მიღების პირდაპირი პროცესი. დაქუცმაცებულ მადანს ურევენ სპეციალურ თიხს, რათა წარმოიქმნას მარცვლები. შემდეგი, ისინი იწვება და წყალბადით მუშავდება შახტის ღუმელში, სადაც ადვილად აღდგება. ისინი იღებენ მყარ რკინას და დნება ელექტრო ღუმელში. სუფთა ლითონი მცირდება ოქსიდებისგან წყალხსნარების ელექტროლიზის გამოყენებით.

რკინის სარგებელი

რკინის ნივთიერების ძირითადი ფიზიკური თვისებები მას და მის შენადნობებს აძლევს შემდეგ უპირატესობებს სხვა ლითონებთან შედარებით:

ხარვეზები

დიდი რაოდენობით დადებითი თვისებების გარდა, ასევე არსებობს ლითონის მთელი რიგი უარყოფითი თვისებები:

• პროდუქტები მგრძნობიარეა კოროზიის მიმართ. ამ არასასურველი ეფექტის აღმოსაფხვრელად, უჟანგავი ფოლადები იწარმოება შენადნობით, ხოლო სხვა შემთხვევაში, სპეციალური ანტიკოროზიული მკურნალობა ტარდება კონსტრუქციებსა და ნაწილებზე.
• რკინა აგროვებს სტატიკური ელექტროენერგიას, ამიტომ მისი შემცველი პროდუქტები ექვემდებარება ელექტროქიმიურ კოროზიას და ასევე საჭიროებს დამატებით დამუშავებას.
• ლითონის ხვედრითი წონა არის 7,13 გ/სმ³. რკინის ეს ფიზიკური თვისება სტრუქტურებსა და ნაწილებს ზრდის წონას.

შემადგენლობა და სტრუქტურა

რკინას აქვს ოთხი კრისტალური მოდიფიკაცია, რომლებიც განსხვავდება სტრუქტურისა და გისოსების პარამეტრებით. შენადნობების დნობისთვის მნიშვნელოვანია ფაზური გადასვლებისა და შენადნობი დანამატების არსებობა. გამოირჩევა შემდეგი სახელმწიფოები:

• ალფა ფაზა. ძლებს 769 გრადუს ცელსიუსამდე. ამ მდგომარეობაში რკინა ინარჩუნებს ფერომაგნიტის თვისებებს და აქვს სხეულზე ორიენტირებული კუბური ბადე.
• ბეტა ფაზა. არსებობს 769-დან 917 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურაზე. მას აქვს ოდნავ განსხვავებული გისოსის პარამეტრები, ვიდრე პირველ შემთხვევაში. რკინის ყველა ფიზიკური თვისება იგივე რჩება, გარდა მაგნიტურისა, რომელსაც ის კარგავს.
• გამა ფაზა. გისოსების სტრუქტურა ხდება სახეზე ორიენტირებული. ეს ფაზა ჩნდება 917-1394 გრადუს ცელსიუსში.
• ომეგა ფაზა. ლითონის ეს მდგომარეობა ჩნდება 1394 გრადუს ცელსიუსზე ზემოთ ტემპერატურაზე. იგი წინაგან განსხვავდება მხოლოდ გისოსების პარამეტრებით.

რკინა მსოფლიოში ყველაზე მოთხოვნადი მეტალია. მთელი მეტალურგიული წარმოების 90 პროცენტზე მეტი მასზე მოდის.

განაცხადი

ადამიანებმა პირველად დაიწყეს მეტეორიტის რკინის გამოყენება, რომელიც ოქროზე უფრო მაღალი იყო. მას შემდეგ ამ ლითონის ფარგლები მხოლოდ გაფართოვდა. შემდეგია რკინის გამოყენება მისი ფიზიკური თვისებებიდან გამომდინარე:

• ფერომაგნიტური ოქსიდები გამოიყენება მაგნიტური მასალების წარმოებისთვის: სამრეწველო დანადგარები, მაცივრები, სუვენირები;
• რკინის ოქსიდები გამოიყენება როგორც მინერალური საღებავები;
• რკინის ქლორიდი შეუცვლელია სამოყვარულო რადიო პრაქტიკაში;
• შავი სულფატები გამოიყენება ტექსტილის მრეწველობაში;
• მაგნიტური რკინის ოქსიდი არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მასალა გრძელვადიანი კომპიუტერული მეხსიერების მოწყობილობების წარმოებისთვის;
• ულტრა თხელი რკინის ფხვნილი გამოიყენება შავ და თეთრ ლაზერულ პრინტერებში;
• ლითონის სიძლიერე შესაძლებელს ხდის იარაღისა და ჯავშნის წარმოებას;
• აცვიათ მდგრადი თუჯის გამოყენება შესაძლებელია მუხრუჭების, გადაბმულობის დისკების და ტუმბოების ნაწილების დასამზადებლად;
• სითბოს მდგრადი - აფეთქების, თერმული ღუმელების, ღია კერის ღუმელებისთვის;
• სითბოს მდგრადი - კომპრესორული მოწყობილობებისთვის, დიზელის ძრავებისთვის;
• მაღალი ხარისხის ფოლადი გამოიყენება გაზსადენებისთვის, გათბობის ქვაბების გარსაცმებისთვის, საშრობები, სარეცხი მანქანები და ჭურჭლის სარეცხი მანქანები.

დასკვნა

რკინა ხშირად ნიშნავს არა თავად ლითონს, არამედ მის შენადნობს - დაბალნახშირბადიან ელექტრო ფოლადი. სუფთა რკინის მიღება საკმაოდ რთული პროცესია და ამიტომ გამოიყენება მხოლოდ მაგნიტური მასალების წარმოებისთვის. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მარტივი ნივთიერების რკინის განსაკუთრებული ფიზიკური თვისებაა ფერომაგნეტიზმი, ანუ მაგნიტური ველის არსებობისას მაგნიტიზაციის უნარი.

სუფთა ლითონის მაგნიტური თვისებები 200-ჯერ აღემატება ტექნიკურ ფოლადის თვისებებს. ამ თვისებაზე ასევე მოქმედებს ლითონის მარცვლის ზომა. რაც უფრო დიდია მარცვალი, მით უფრო მაღალია მაგნიტური თვისებები. მექანიკურ დამუშავებაც გარკვეულწილად მოქმედებს. ასეთი სუფთა რკინა, რომელიც აკმაყოფილებს ამ მოთხოვნებს, გამოიყენება მაგნიტური მასალების წარმოებისთვის.

რკინის ოქსიდები არის რკინის ნაერთები ჟანგბადთან.

ყველაზე ცნობილი არის სამი რკინის ოქსიდი: რკინის ოქსიდი (II) - FeO, რკინის ოქსიდი (III) – Fe 2 O 3 და რკინის ოქსიდი (II, III) – Fe 3 O 4.

რკინის (II) ოქსიდი

შავი ოქსიდის ქიმიური ფორმულა არის FeO . ეს კავშირი შავი ფერისაა.

FeO ადვილად რეაგირებს განზავებულ მარილმჟავასთან და კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან.

FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O

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

ის არ რეაგირებს წყალთან ან მარილებთან.

წყალბადთან 350 o C ტემპერატურაზე და კოქსთან 1000 o C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ურთიერთქმედებისას იგი მცირდება სუფთა რკინამდე.

FeO +H 2 → Fe + H 2 O

FeO +C → Fe + CO

რკინის (II) ოქსიდი მიიღება სხვადასხვა გზით:

1. რკინის ოქსიდის ნახშირბადის მონოქსიდთან შემცირების რეაქციის შედეგად.

Fe 2 O 3 + CO → 2 FeO + CO 2

2. რკინის გათბობა ჟანგბადის დაბალი წნევით

2Fe + O 2 → 2 FeO

3. შავი ოქსალატის დაშლა ვაკუუმში

FeC 2 O 4 → FeO + CO + CO 2

4. რკინის ურთიერთქმედება რკინის ოქსიდებთან 900-1000 o ტემპერატურაზე

Fe + Fe 2 O 3 → 3 FeO

Fe + Fe 3 O 4 → 4 FeO

ბუნებაში, შავი ოქსიდი არსებობს, როგორც მინერალი ვუსტიტი.

ინდუსტრიაში გამოიყენება თუჯის დნობისას აფეთქების ღუმელებში, ფოლადის გაშავების (გალურჯების) პროცესში. ის გვხვდება საღებავებში და კერამიკაში.

რკინის (III) ოქსიდი

ქიმიური ფორმულა Fe2O3 . ეს არის რკინის ნაერთი ჟანგბადთან. ეს არის წითელი ყავისფერი ფხვნილი. ჰემატიტი ბუნებაში გვხვდება როგორც მინერალი.

Fe2O3 აქვს სხვა სახელები: რკინის ოქსიდი, წითელი ტყვია, კროკუსი, პიგმენტი წითელი 101, საკვები საღებავიE172 .

არ რეაგირებს წყალთან. შეუძლია ურთიერთქმედება როგორც მჟავებთან, ასევე ტუტეებთან.

Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O

რკინის (III) ოქსიდი გამოიყენება სამშენებლო მასალების შეღებვისთვის: აგური, ცემენტი, კერამიკა, ბეტონი, მოსაპირკეთებელი ფილები, ლინოლეუმი. მას ემატება საღებავებისა და მინანქრების საღებავების სახით და საბეჭდი მელანებისთვის. რკინის ოქსიდი გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ამიაკის წარმოებაში. კვების მრეწველობაში ცნობილია როგორც E172.

რკინის (II, III) ოქსიდი

ქიმიური ფორმულა Fe3O4 . ეს ფორმულა სხვანაირადაც შეიძლება დაიწეროს: FeO Fe 2 O 3.

ის ბუნებაში გვხვდება, როგორც მინერალური მაგნეტიტი, ან მაგნიტური რკინის საბადო. ის ელექტრული დენის კარგი გამტარია და აქვს მაგნიტური თვისებები. წარმოიქმნება, როდესაც რკინა იწვის და როდესაც ზედმეტად გახურებული ორთქლი მოქმედებს რკინაზე.

3Fe + 2 O 2 → Fe 3 O 4

3Fe + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

1538 o C ტემპერატურაზე გათბობა იწვევს მის დაშლას

2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2

რეაგირებს მჟავებთან

Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O

Fe 3 O 4 + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

შერწყმისას რეაგირებს ტუტეებთან

Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O

რეაგირებს ჰაერში ჟანგბადთან

4 Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3

შემცირება ხდება წყალბადთან და ნახშირბადის მონოქსიდთან რეაქციით

Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O

Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe +4CO 2

Fe 3 O 4 ოქსიდის მაგნიტურმა ნანონაწილაკებმა იპოვეს გამოყენება მაგნიტურ-რეზონანსულ ტომოგრაფიაში. ისინი ასევე გამოიყენება მაგნიტური მედიის წარმოებაში. რკინის ოქსიდი Fe 3 O 4 შედის საღებავებში, რომლებიც წარმოებულია სპეციალურად სამხედრო გემებისთვის, წყალქვეშა ნავებისთვის და სხვა აღჭურვილობისთვის. ელექტროდები მზადდება შერწყმული მაგნეტიტისგან ზოგიერთი ელექტროქიმიური პროცესისთვის.