Химия и материалы

Суша и моря полны огромного количества полезных для нас веществ. Их называют сырьем. Сырье лежит в основе всего, что человечество производит для своих нужд.

Что такое сырье?

Сырье — это многочисленные природные материалы. Большинство из них значительно отличается по внешнему виду от изготовляемых с их помощью изделий. К примеру, металлы добывают из горных пород — металлических руд. На этой диаграмме изображены некоторые виды сырья и то, что из них производится.

Как из сырья получают новые материалы ?

Одни виды сырья, такие как древесина, можно использовать в своем первозданном виде. Другие, например, руды, содержащие металлы, нуждаются в обработке: прежде, чем пустить металлы в дело, нужно извлечь их из руд. Для этого данное сырье нагревают, либо обрабатывают определенными химическими веществами. Обычно из руд извлекают только один ценный продукт: содержащиеся в них металлы. Сложнее с нефтью, которая в своем природном состоянии называется «сырой». Она содержит тысячи различных химических веществ, из которых можно получить миллионы видов готовой продукции.

Как из нефти получают новые материалы?

Тысячи химических веществ, содержащихся в нефти, можно выделить из нее с помощью специального процесса — фракционной дистилляции. Одни продукты, получаемые в ходе дистилляции, например, дизельное топливо, можно использовать сразу. Другие нуждаются в дальнейшей переработке, или очистке. На этой диаграмме показан принцип работы дистилляционной установки.

1. Сырую нефть нагревают до очень высокой температуры, и большая ее часть поступает в дистилляпионную установку в виде газа.
2. Поднимаясь вверх газ охлаждается.
3. Химические вещества, содержащиеся в газе, переходят в жидкое состояние при разных температурах. Поэтому их отделяют друг от друга на разных «этажах» становий.
4. Химические вещества, извлеченные из сырой нефти, используют при производстве многих продуктов, таких, как лекарства, моющие средства, парафины, пластические массы и топливо.

Как из руд добывают металлы?

Нам известно около 80 различных металлов, существующих в природе. Некоторые из них, например золото, находят в чистом виде, но большинство металлов входит в состав различных руд, которые добываются в рудниках и шахтах.

Чтобы извлечь металл из руды, к ней добавляют другие вещества и образующуюся смесь нагревают. При этом атомы перегруппировываются и составляют новые вещества. Этот процесс называется химической реакцией.

На диаграмме показано, как из железной руды при помощи особого процесса — плавки извлекают железо.

Железная руда, кокс (разновидность угля) и известняк нагреваются в печи до очень высокой температуры.
Железная руда распадается, выделяя железо.
Задуваемый в этом месте воздух заставляет кокс разгораться вовсю.
Известняк вступает во взаимодействие с другими веществами, содержащимися в руде, соединяется с ними и образует отходы производства — так называемый ишак.
Железо переходит в жидкое состояние и опускается на дно печи, откуда его и извлекают.

Вы это знали?

Золото всегда считалось большой ценностью. Ученые-алхимики многие века пытались превратить в золото дешевые металлы — например свинец. Успеха они так и не добились, но накопленные ими знания легли в основу современных представлений о металлах и их сплавах.