Откуда берется железо в природе

Тема : Что из чего сделано?

Цель : познакомить учащихся с производственными цепочками получения изделий из глины, книги, изделий из шерсти, из металла.

1. формировать умение планировать свою деятельность, выделять главное, существенное в информации, взаимодействовать в коллективе, работать в группе;

2.познакомить учащихся с природными материалами, из которых сделаны различные предметы; воспитывать бережное отношение к вещам и уважение к людям разных профессий;

3. развивать интерес к новой информации, побуждать к изучению нового.

Ответить хочешь — не шуми,

А только руку подними.

Учитель спросит — надо встать,

Когда позволит сесть- то сядь.

Ты сиди за партой стройно

И веди себя достойно.

На уроке ты сиди,

Не стучи и не кричи.

На уроках не болтай,

Как говорящий попугай.

2. Повторение пройденного материала.

— На прошлом уроке мы с вами начали изучение нового раздела и говорили мы об экономике. Индивидуальные задания по карточкам. (3 уч-ся получают задания)

Железо — Самый Полезный МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!

— Подчеркни красным карандашом, что относится к продукции промышленности, а зелёным, что — к продукции сельского хозяйства.

Помидор, книга, морковь, телефон, настольная лампа, картофель, трактор, редис, лук, стул, утюг, тапочки, овёс, портфель, кукуруза.

Фронтальная работа с классом:

-Что такое экономика?

-Вспомните, из каких частей состоит экономика нашей страны?

-Зачем нужны деньги? Как раньше люди обходились без них?

-В какой отрасли экономики работают ваши родители? (дети называют профессии своих родителей и к какой отрасли экономики она относится)

Скажите ребята, а какая профессия самая главная?

( все профессии необходимы по- своему и каждая важна для общего дела)

Замечательно, а теперь двигаемся дальше к новым знаниям.

На столе у учителя предметы, сделанные из различных материалов.

-Ребята, внимательно рассмотрите предметы, назовите их. А теперь разделите на группы так, чтобы в каждой группе были предметы из одного материала.

— из бумаги ,из шерсти, из глины, из металла

-А что общего у этих предметов? Кто их сделал?

Какая же будет тема урока? Цель. План.

1.Изучить информацию в учебнике.

Что делают из глины? из шерсти? из металла? из древесины?

— из глины (чайник, кирпич, тарелка),

— из шерсти (свитер, варежки, шапка),

из металла (ложка, сковорода, чайник),

-из древесины (линейка, деревянная ложка, книга, кружка).

3.Работа по теме урока.

Что мы делаем из глины и как?

Глина очень прочный пластичный материал, подаренный нам самой природой.

Глина добывается в карьере экскаваторами. В сыром виде она пластична. Она смешивается с водой до состояния густой пасты и затем из нее лепят посуду или игрушки. Высыхая, глина затвердевает и становится очень прочной. Затем изделия обжигают в печи при высокой температуре 450°С. После обжига глина становится прочной и никогда не станет мягкой.

Галилео. Металлургия (часть 1)

Глиняное изделие может разбиться, но никогда не гниёт и не ржавеет. Искусство делать такие вещи называется керамикой.
Людей, которые делают глиняную посуду, называют гончарами. Чтобы гончару изготовить изделия ему нужен: гончарный круг, печь для обжига изделий.

Как обрабатывают глину?

— Понятно, что линейка, ложка сделаны из дерева.

А вот книга как оказалась в этой группе? (ответы детей)

Откуда берется железо

Железо никто не делает, оно сотворено самой природой, как во­да, глина, песок. А люди его лишь добывают, превращают в чугун или сталь.

Железа на свете видимо-невидимо — оно и в песке (от этого он желтоватый), и в красновато-бурой глине, и в коричневом камне — кремне. Железо даже в воде растворено.

Казалось бы, раз железо везде, значит, где хочешь, там его и бе­ри, только не ленись. Но не тут-то было: и в песке, и в глине, и в воде железа содержится так мало, что добывать из них его невыгод­но. Больше всего железа в железных рудах. Из них-то и добывают этот самый главный металл.

Иногда железную руду добывают с поверхности земли, как гли­ну, при помощи экскаваторов. Бывает, что рудные пласты скрыва­ются глубоко в толще земли, и тогда приходится строить шахты.

Как же добывают руду?

Тут не обойтись без огромного, могучего стального копалы-черпалы, маленького бумажного «пакета» с зарядом взрывчатого вещества и длинных проводов.

Пробурят горняки в земле скважины, заложат в них взрывчатку, по проводам пустят ток. Тут затыкай уши. Как грохнет взрыв — тон­ны земли, камней взметнутся в воздух, разлетятся вокруг, и откро­ется спрятанная под ними руда. Бывает, что и саму руду приходится дробить взрывами. Наконец стихли взрывы. За работу берется ша­гающий экскаватор.

Зачерпнет экскаватор ковшом-черпаком руду, повернется — и нагружен целый вагон или гигант-самосвал. Так попадает руда на завод. Как же ее превратить в железо? Тут помогает людям жаркий огонь. В огромных, словно высотные дома, печах — домнах, день и ночь бушует пламя.

В эти домны и поступает железная руда. Бушует пламя, плавится, оседает руда, капли метал­ла собираются в струйки, ручейки. Чугун тяжел, он стекает на дно

Наконец мастер подает сигнал: «Чугун готов! Можно выпускать плавку». Минута, другая. и, рассыпая фонтаны искр, освещая небо огненным заревом, жидкий металл хлынет в огромный ковш. Путь этого ковша — в соседний цех. Тут чугун выльют в формы. В них жидкий металл застынет и примет форму той самой формы, в какую был залит.

С чугуном мы встречаемся каждый день: это обычные сковородки, чугунки, батареи отопления.

Но из чугуна варят сталь. Ее варят в специальных печах — марте­нах. Варят сталь сталевары. В мартеновской печи пламя жарче, чем в домне. Далее сталь поступает в прокатный стан, а затем из листа кузнец-штамповщик изготовит и ножи, и ложки, и лезвия.

Чтобы смастерить любой предмет — большой или маленький, простой или сложный, надо, чтобы хорошенько потрудились, пора­ботали, постарались мастера разных профессий: шахтеры, метал­лурги, сталевары, кузнецы.

Дата добавления: 2015-07-20 ; просмотров: 1108 | Нарушение авторских прав

Читайте в этой же книге: IX. Практическая работа | IV. Знакомство с животными живого уголка | V. Физкультминутка | Какие бывают собаки | IV. Знакомство с животными и растениями Красной книги | Купальница европейская | III команда | В гости к осени | Определи, с какого растения эти плоды | V. Знакомство с экономикой — лекция учителя |

|	следующая страница ==>
Приложение к уроку	|	Ход урока I. Организационный момент

mybiblioteka.su — 2015-2023 год. (0.011 сек.)

Источник: mybiblioteka.su

Самородное железо

Для чистого железа известны три основные полиморфные модификации: α — железо (а0 = 2,86 А), устойчивое до 910°; γ — железо (а0= 3,63 А при 1000°), устойчивое в интервале температур 910—1401°; σ — железо, устойчивое выше 1401°; α — и σ -железо имеют структуру объемноцентрированного куба,γ — железо обладает структурой гранецентрированного куба (плотнейшая кубическая упаковка). Обычно железо образует твердый раствор с никелем, α — железо может содержать до 30% Ni (а0= 2,865—2,875). γ-модификация при наличии Ni устойчива при обыкновенных температурах. Никель, для структуры которого характерна гранецентрированная кубическая ячейка, дает с железом твердые растворы, содержащие до 70% Fe (никель-железо с а0= 3,52—3,60).
По условиям нахождения различают: А) теллурическое, или земное, железо (и никель-железо); Б) метеоритное (космическое) Железо, всегда никелистое (камасит и тэнит).

А. Теллурическое железо (Fe, Ni) и (Ni, Fe)

Происхождение названия

Теллурическое — земное, железо (лат. «теллус», «теллурис» — земля)

Синонимы минерала самородное железо: Сидероферрит (Бар, 1851) — псевдоморфоза по дереву.

Формула самородного железа

Химический состав

Теллурическое железо содержит примеси никеля (Ni) 0,6—2%, кобальта (Со) до 0,3%, меди (Cu) до 0,4%, платины (Pt) до 0,1%, углерода. Самородное железо обычно содержит Ni в твердом растворе. Состав отдельных разновидностей точно не установлен, анализы в основном старые, выполнены на материале, не проверенном минераграфическим и рентгеновским изучением. Установлены незначительные примеси Со, Cu, S, С, Mn, Р, Pt, As, Ge, частью связанные, по-видимому, с механической примесью когенита; отмечалось наличие включений газов (СО и СО2).

Разновидности

Кристаллографическая характеристика

Кристаллическая структура самородного железа — Объёмно-центрированная кубическая решетка (для низкотемпературной модификации)

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Известны лишь микроскопически мелкие кристаллы феррита.

Двойники у самородного железа по (111) с плоскостью срастания (211), часто повторные.

Зерна, чешуйки, проволокообразные палочки, изогнутые ленты, вкрапленность в породах, иногда крупные сплошные выделения весом до нескольких тонн (феррит), часто в срастании с когенитом.

Физические свойства

Оптические

Цвет стально-серый до железно-черного (феррит), на полированной поверхности — белый, серебряно-белый до серовато-белого (никель-железо).

• Черта серо-черная.
• Блеск металлический.
• Прозрачность Непрозрачно.

Механические

• Твердость 4 (железо) — 5 (никелистые разновидности). Более высокая твердость зависит часто от присутствия когенита. Ковкое.
• Плотность 7,3—7,8 (железо) (вычисл. 7,87); 7,8—8,2 (никель-железо).
• Спайность по (100) совершенная, отдельность и плоскости скольжения по (211). У Ni-содержащих разностей спайность выражена менее ясно или отсутствует.
• Излом крючковатый.

Химические свойства

Слабо-никелистые разности железа легко растворяются в разбавленных НСl и HNO3 с выделением водорода, медленно растворяются в царской водке. Никель-железо медленно растворяется в разбавленной НСl и только слегка подвергается действию царской водки; выделяет металлическую медь из растворов ее солей. В полированных шлифах железо травится разбавленными НСl, HNO3, H2SO4, не травится концентрированной HNO3.

Прочие свойства

Температура плавления чистого Fe 1535°, чистого Ni 1452,6°. При 768° α — железо перестает быть ферромагнитным (точка Кюри), сохраняя свою структуру. При 910° происходит полиморфное превращение, образуется парамагнитное γ — железо; при 1401° превращается в σ — железо.

Искусственное получение

Самородное железо, бедное Ni, отвечает сплавам железа с Ni типа непрерывных твердых растворов со структурой α-железа; богатое Ni — никель-железо — соответствует сплавам Ni — Fe со структурой β-никеля и γ-железа.

Диагностические признаки

Может быть принято за самородное серебро или висмут, от которых отличается магнитностью. От магнитных разновидностей поликсена отличается отношением к кислотам.

Характерна реакция с CuSO4: порошок, промытый водой, подкисленный H2SO4, обрабатывают раствором CuSO4, подкисленным H2SO4; при этом выпадает медь, которая может быть определена под микроскопом в отраженном свете; аваруит и октиббегит этой реакции сразу не дают. Раствор боровольфрамовокислого Cd (жидкость Клейна) в присутствии самородного железа становится темно-фиолетовым. От когенита самородное железо отличается меньшей твердостью и изотропностью. Кроме того, в отличие от когенита, железо (феррит) травится спиртовым раствором пикриновой кислоты (1 : 100); так же действует спиртовой раствор J2. По результатам травления HNO3, НСl не отличимо под микроскопом от оптически похожих самородных серебра, висмута и сурьмы, домейкита, витнеита, дискразита.

Происхождение и нахождение

В заметных скоплениях редкий минерал. Преимущественно встречается в виде мелких зерен в изверженных, метаморфических и осадочных породах.

1) при восстановлении Fe основных (базальтовых) лав в момент их излияния углеродистыми веществами (например, углистым веществом);

2) при кристаллизации или при серпентинизации ультраосновных пород (перидотитов и др.) в результате восстановления Fe магнетита, Fe-содержащих силикатов и сульфидов газовыми восстановителями (например, водородом);

3) в россыпях, осадочных породах и рудах в результате действия восстановителей, главным образом за счет Fe пирита, магнетита и лимонита.

В некоторых базальтовых породах, бедных оливином и магнетитом, довольно обычен феррит в виде мелкой рассеянной вкрапленности зерен и чешуек размером до 0,1 мм, очень редко — в крупных сплошных массах.

Возможно также образование его в болотных рудах в результате восстановительного действия органического вещества. Мелкие выделения неясного происхождения обнаруживаются в красном глубоководном иле.

Изменение минерала

Самародное железо легко окисляется и переходит в окислы железа.

Месторождения

Наиболее известное и крупное месторождение этого типа находится на о-ве Диско у берегов Западной Гренландии (Овифак, Асук и др.) В базальтах наряду с вкрапленностью наблюдаются крупные скопления весом до 25 т. Базальты содержат шаровые включения графита с анортитом, гизингеритом, пирротином, шрейберзитом, шпинелью; железо — типа феррита, бедное никелем. В базальтах Бюля близ Касселя (Германия) самородное железо — феррит — наблюдается в виде ветвистых образований и желвакообразных скоплений (до 5 кг) в сопровождении магнетита, пирротина, диопсида, оливина. В виде вкраплений отдельных зерен и сплошных выделений установлено в габбро-долеритах р. Курейки в Красноярском крае в тесной ассоциации с ильменитом и пирротином (Fe 97,62%).

В Оверни (Франция) обнаружено в трахитах. Имеются также указания на нахождение самородного железа в кварцевых порфирах.
В некоторых ультраосновных породах (перидотитах) наблюдается мелкая вкрапленность феррита и никель-железа наряду с магнетитом, хромитом, пирротином, оливином; особенно обычны разновидности, богатые Ni, в перидотитах, подвергшихся серпентинизации, и в серпентинитах; характерны срастания с пирротином (Прионежский р-н в Карелии). Из кислых глубинных пород, в которых установлены выделения самородного железа, следует указать граниты Бен-Брека (Шотландия).

В платиноносных и золотоносных россыпях встречаются пластинки, зерна и чешуйки феррита, никель-железа типа аваруита или октиббегита (россыпи Средней Азии — р. Варзоб, р. Гава; Урала — р-ны Нижнего и Верхнего Тагила; Новой Зеландии — р. Горж, впадающая в залив Аваруа, и др.).

В некоторых сидеритовых скоплениях мелкие зерна самородного железа неправильной остроугольной формы иногда обнаруживаются внутри выделений бурого железняка, на зернах магнетита, на листочках хлоритов (р.Сысоль в респ. Коми ) п. В кварцевых песчаниках и кварцевых конгломератах самородное железо изредка встречается в виде изогнутых проволокообразных палочек длиной до 0,01 мм, витых лент длиной до 0,5 мм и шириной до 0,08 мм (р. Пижма в бассейне Печоры, Архангельская обл.). Известны также находки самородного железа в каменных углях и антрацитах, частью в тесном срастании с пирротином.

Практическое применение

Встречается в незначительных количествах, вследствие чего обычно практического интереса не представляет. В Индии из самородного железа изготовлен был в древности столб для поклонения. Металл благодаря отсутсвию примесей не ржавеет.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой железо-никелевые разности при красном калении только размягчаются, при белом калении спекаются; никель-железистые разности плавятся в тонких осколках и темнеют

Б. Железо метеоритное

Камасит — Kamacite — никелистое железо (6—9% Ni). Название камасит происходит от греческого —балка, стержень (Райхенбах,. 1861),

Синононим камасита —балочное железо, тэнита — ленточное железо (Райхенбах, 1861), эдмонсонит (Флайт, 1882). Плессит (Райхенбах, 1861)— тонкая смесь камасита и тэнита.

Тэнит — Taenite — никель-железо (до 48% Ni), тэнит — от Taivia —лента, полоса (Райхенбах, 1861).

Для тэнита состава Fe2Ni предложены названия: никдиферрит (Чирвинский,. 1928), ортотэнит (Бадхью, 1936) и чирвинит (Астапович, 1950); соединение такого- состава установлено в системе Fe-Ni.
Метакамаситом названы метастабильная a-модификация пикелистого железа, и, кроме того, зернистая разновидность плессита (Оуэн, 1940) Метатэнит — тэнит с примесью камасита (Бадхыо, 1936).

Самородное железо космического происхождения слагает массу железных метеоритов. Встречается в большинстве каменных метеоритов. Образует:

а) сплошную массу метеорита;
б) губчатую массу, в которую погружены зерна оливина или других силикатов;
в) зерна и чешуйки, рассеянные в массе метеорита;

г) отдельные кристаллические- индивидуумы с многочисленными двойниковыми пластинками.
Камасит и тэнит всегда находятся в тесном срастании.
Для железных метеоритов из группы октаэдритов характерны системы пересекающихся полос, которые получили названия Видманштеттовых фигур: отдельные полосы состоят из камасита с каемками тэнита, между пересекающимися полосами находится плессит. Видманштеттовы фигуры возникают в результате распада твердого раствора γ -железа и никеля. В срастаниях камасита и тэнита плоскость ромбического додекаэдра (110) камасита параллельна плоскости октаэдра (111) тэнита, что объясняется их структурным сходством.

Физические свойства

Свойства близки к свойствам теллурического железа. Камасит имеет серый цвет. Магнитен. Тэнит белый. При содержании Ni выше 26—30% теряет магнитные свойства.

Твердость увеличивается по мере возрастания содержания Ni.

Химические свойства

По составу метеоритное железо всегда никелистое; содержит также Со, Сu, С, Р, S, из газов — Н.

Камасит под паяльной трубой не плавится; тэнит в тонких осколках плавится и темнеет; как и земное никель-железо, тэнит менее подвержен воздействию кислот, нежели камасит.

Нахождение

Диагностические признаки

От теллурического железа в большинстве случаев отличается ясно выраженными Видманштеттовыми фигурами, выявляемыми на полированных поверхностях травлением HNO з . В теллурическом железе эти фигуры слабо выражены или их нет.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В полированных шлифах в отраженном свет железо — белое. Отражательная способность железа из метеорита Атакама (в %): для зеленых лучей — 64, для оранжевых — 59, для красных — 58. Изотропно. По Кундту (1888) показатель преломления железа для красного света 1,81, для белого 1,73, для голубого 1,52. ПоДруде (1890) n=2,36 (Na), коэффициент поглощения 1,36.

Никель-железо под микроскопом изучено недостаточно.

Источник: natural-museum.ru