Номер 32, страница 241 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.32. Почему химически чистое железо не находит широкого применения в технике?

Химически чистое железо не находит широкого применения в технике по нескольким основным причинам, которые касаются его физических, химических и экономических характеристик.

Во-первых, это низкие механические свойства. Чистое железо — довольно мягкий, пластичный и вязкий металл. Оно имеет низкую прочность и твёрдость, что делает его непригодным для изготовления конструкционных элементов, деталей машин и инструментов, которые должны выдерживать значительные механические нагрузки, трение и износ. Для этих целей требуются гораздо более прочные и твёрдые материалы.

Во-вторых, это низкая коррозионная стойкость. Чистое железо очень активно вступает в реакцию с кислородом воздуха в присутствии влаги, то есть быстро ржавеет. Процесс коррозии приводит к разрушению металла, потере прочности и сокращению срока службы изделий. Защита чистого железа от коррозии требует дополнительных затрат на специальные покрытия, что усложняет его использование.

В-третьих, это высокая стоимость производства. Получение химически чистого железа (с содержанием примесей менее 0,01%) — это сложный и энергозатратный технологический процесс, требующий многоступенчатой очистки. В промышленных масштабах это экономически невыгодно по сравнению с производством его сплавов.

Именно поэтому в технике вместо чистого железа используются его сплавы — в основном стали (сплавы железа с углеродом до 2,14%) и чугуны (сплавы с содержанием углерода выше 2,14%). Добавление углерода и других легирующих элементов (таких как хром, никель, марганец, вольфрам) позволяет кардинально улучшить свойства железа: повысить его прочность, твёрдость, износостойкость, а также придать специальные характеристики, например, устойчивость к коррозии (нержавеющая сталь) или жаропрочность. Сплавы железа являются более дешёвыми, практичными и универсальными материалами для решения подавляющего большинства инженерных задач.

Ответ: Химически чистое железо не находит широкого применения в технике из-за совокупности трёх основных недостатков: низких механических свойств (оно мягкое и непрочное), низкой коррозионной стойкости (быстро ржавеет) и высокой стоимости получения по сравнению с его сплавами (сталями и чугунами), которые обладают значительно лучшими эксплуатационными характеристиками.