Räni tihedus, omadused, kasutusalad ja massitabel
Räni on keemiline element ja üks maakoore levinumaid koostisosi. Looduses ei esine see enamasti vabal kujul, vaid ränidioksiidi, kvartsi, liiva ja mitmesuguste silikaatmineraalide koostises.
Tehnilist räni saadakse peamiselt ränidioksiidi taandamisel süsinikuga elektriahjudes. Puhtamaid ränivorme kasutatakse elektroonikas, päikeseenergeetikas, metallurgias ja keemiatööstuses.
Kus räni leidub ja kuidas seda saadakse
Vabal kujul leidub räni looduses väga harva, sest tavaliselt on see mineraalides keemiliselt seotud. Peamised looduslikud vormid on kvarts, liiv, ränidioksiid, päevakivid, vilgud ja muud silikaadid. Seetõttu on räni mineraalse tooraine üks põhielemente, kuigi metallilist räni saadakse alles tööstusliku töötlemise tulemusena.
Laboris saab räni valmistada räniühendite taandamisel aktiivsete metallidega, näiteks magneesiumi või alumiiniumiga. Tööstuses toodetakse tehnilist räni elektriahjudes ränidioksiidi süsinikuga taandades. Elektroonika ja päikesepatareide jaoks tuleb materjali seejärel täiendavalt puhastada, et saada väga puhas polü- või monokristalliline räni.
Räni tiheduse tabel
Räni on tahke kristalliline aine, mistõttu määratakse selle täpne tihedus teatmeandmete või laborimõõtmiste põhjal. Arvutustes kasutatakse tavaliselt väärtust umbes 2,33 g/cm³. See tähendab, et 1 m³ räni mass on ligikaudu 2330 kg.
Räni tihedus ja 1 m³ mass
| Materjal | Tihedus, g/cm³ | 1 m³ mass, kg |
|---|---|---|
| Räni | 2,33 | 2330 |
Räni omadused
Räni on tumehall, metalliläikeline, kõva ja habras aine. Kristallilisel ränil on teemandilaadne kristallvõre ning see kuulub pooljuhtmaterjalide hulka.
Tavatingimustes on räni üsna püsiv, kuid kuumutamisel reageerib see hapnikuga ja moodustab ränidioksiidi. Kõrgel temperatuuril reageerib räni ka mitme metalli ja mittemetalliga, moodustades silitsiide ning muid ühendeid.
Keemilise vastupidavuse, pooljuhtomaduste ja tugevate ühendite moodustamise võime tõttu kasutatakse räni tööstuses laialdaselt. Peamised kasutusalad on:
- metallurgia, kus räni kasutatakse desoksüdeerija, legeeriva lisandi ja ferrosulamite koostisosana;
- tehnilise ja polükristallilise räni tootmine;
- pooljuhtelementide, mikroskeemide ja päikesepatareide valmistamine;
- silaanide, silikoonide ja muude räniorgaaniliste materjalide tootmine;
- klaasi, keraamika, tulekindlate materjalide ja erisulamite valmistamine;
- kasutamine plastides ja pinnakatetes funktsionaalse lisandina.
Korduma kippuvad küsimused
Kui suur on räni tihedus?
Kristallilise räni puhul kasutatakse artiklis väärtust ligikaudu 2,33 g/cm³. See vastab umbes 2330 kg/m³-le.
Kui palju kaalub 1 m³ räni?
Üks kuupmeeter räni kaalub ligikaudu 2330 kg. Detaili massi leidmiseks korrutatakse selle ruumala räni tihedusega.
Kas räni, kvarts ja liiv on üks ja sama?
Ei. Räni on keemiline element, kvarts ja liiv koosnevad aga tavaliselt ränidioksiidist ning silikaatmineraalidest. Nende tihedus ja omadused erinevad puhta räni omadest.