Kemijska i fizikalna svojstva željeza

Željezo - poznati kemijski element. To se odnosi na prosjek od reaktivne metala. Svojstva i primjena željeza će se raspravljati u ovom članku.

Prevalencija u prirodi

Postoji dosta velika količina minerala, koji uključuju Ferrum. Prije svega, to je magnetit. On je sedamdeset dva posto je sastavljena od željeza. Njegova kemijska formula - _Fe3 O _4. Ovaj mineral je također poznat kao magnetita. To je svijetlo sive boje, ponekad s tamno sive do crne s metalik sjaj. Njegov najveći depozit se nalazi na Uralu u CIS-u.

Sljedeća mineralna s visokim sadržajem željeza - hematit - obuhvaća sedamdeset posto tog elementa. Njegova kemijska formula - Fe ₂ O _3. Također je pozvao hematit. Ima boju crveno-smeđe do crveno-sive boje. Najveći rudnik u CIS-u Krivoj Rog.

Mineralni sadržaj Treći FERRUM - limonite. Ovdje željeza shestdesyat posto ukupne težine. To kristalni, tj u kristalnoj rešetci molekule vode tkane, njegova kemijska formula - Fe ₂ O ₃ • _H2 O. Kao što ime implicira, ovaj mineral ima žuto-smeđa boja, ponekad smeđa. On je jedan od glavnih sastojaka prirodnog okera i koristi se kao pigment. Također je minerala pod nazivom limonit. Najveći mjesto nastanka - Krim, Urala.

Siderit, tzv siderit, četrdeset osam posto Ferrum. Njegova kemijska formula - FeCO _3. Njegova struktura nije homogena, a sastoji se od različite boje su povezani zajedno kristala: siva, svijetlo zelena, sivo-žuta, žuto-smeđa, i drugi.

Potonji je često se pojavljuju prirodno s visokim sadržajem mineralne Ferrum - pirit. Ima kemijsku formulu Fes _2. Željezo u njoj je četrdeset i šest posto od ukupne težine. Zbog atoma sumpora iz mineralne ima zlatno žute boje.

Mnogi od ispitivanih minerala koji se koriste za proizvodnju čistog željeza. Osim toga, hematit se koristi u proizvodnji nakita od prirodnog kamena. Pirit inkluzije mogu biti prisutni u nakit od lapis lazuli. Osim toga, priroda željeza naći u sastavu živih organizama - to je jedna od najvažnijih komponenti stanice. Ovaj element u tragovima moraju ući u ljudsko tijelo u dovoljnoj količini. Ljekovita svojstva željeza je uglavnom zbog činjenice da je ovaj kemijski element je osnova hemoglobina. Dakle, korištenje Ferrum je dobro za stanje u krvi, a time i cijelog organizma.

Hardver: fizikalna i kemijska svojstva

Razmislite redoslijed tih dviju velikih dijelova. Fizička svojstva željeza - je njegov izgled, gustoća, talište, itd To je, svi su značajke tvari koje su povezane s fizike ... Kemijska svojstva željeza - je njegova sposobnost da reagira s drugim spojevima. Počnimo s prvim.

Fizikalna svojstva željeza

U čistom obliku u normalnim uvjetima je krutina. To je srebrno-siva boja i izraženu metalni sjaj. Mehanička svojstva uključuju razinu željeza tvrdoće na Mohsovoj skali. To je jednako četiri (prosjek). Željezo ima dobru električnu vodljivost i toplinska vodljivost. Potonji značajka može se osjetiti dodirom željezni predmet u hladnoj sobi. Budući da je ovaj materijal brzo provodi toplinu, on je u kratkom vremenu preuzima veliki dio kože, tako da se osjećate hladno. Dodirivanje, na primjer, na stablo, valja napomenuti da je njegova toplinska vodljivost znatno manja. Fizikalna svojstva željeza - da svoje temperature taljenja i vrelišta. Prvi je 1539 stupnjeva Celzijevih, a drugi - 2.860 stupnjeva Celzija. Može se zaključiti da je karakteristična svojstva željeza - dobre plastičnosti i fluidnost. No, to nije sve.

Također u fizikalnim svojstvima željeza, dijelom od toga je feromagnetski. Što je to? Željezo, magnetska svojstva od kojih se može vidjeti u praktičnim primjerima svaki dan - jedini metal koji ima jedinstvenu Posebnost. To je zato što je aktivna tvar sposobna magnetizira magnetskog polja. I prestanak posljednjeg željeza, magnetska svojstva koja je upravo formirana, za dugo vremena ostao sam magnet. Ovaj fenomen se može objasniti činjenicom da je struktura metala prisutna je veći broj slobodnih elektrona, koji su u mogućnosti da se presele.

Što se tiče kemije

Ovaj element se odnosi na metale prosječne aktivnosti. Međutim, kemijska željeza svojstva su tipični za sve ostale metale (osim onih koji su se desno od vodika u elektrokemijskom nizu). To je u mogućnosti odgovoriti na mnoge klase tvari.

Počnimo s jednostavnim

Ferrum reagira s kilorodom dušik, halogen (jod, brom, klor, fluor), fosfora, ugljika. Prva stvar koju treba uzeti u obzir - reakcija s oxygenic. Kada gori Ferrum nastaju njegovi oksidi. Ovisno o uvjetima reakcije i proporcije između dviju stranaka, mogu se mijenjati. Kao primjer takvih interakcija može rezultirati u sljedećem reakcijskom jednadžbi: 2Fe + _O2 = 2FeO; 4Fe + 3O _{2-2Fe 2} O _3; 3Fe + 2O _{2-Fe 3} O _4. I svojstva oksida željeza (i fizičke i kemijske) može varirati, ovisno o sorti. Takve reakcije javljaju na visokim temperaturama.

Sljedeći - interakcija s dušikom. Također se može dogoditi samo pod uvjetom grijanja. Ako uzmemo šest mola po molu željeza dušika dobiti dva mola željeza nitrida. Jednadžba reakcija je kako slijedi: 6Fe + _N2 = 2Fe ₃ N.

Reakcijom s fosforom oblikovan fosfid. Za reakcije, takve komponente potrebne su: tri Ferrum mol - po molu fosfora, oblikovan kao rezultat jednog mola fosfida. Jednadžba može biti napisana kao što slijedi: P = 3Fe + _Fe3 P.

Nadalje, interakcija može se izolirati iz skupine elementarnih sumpornih tvari reakcije. Tako je moguće dobiti sulfida. Princip na kojem je proces formiranja tvari, slično onima opisanim gore. Naime, tu je reakcija dodatak. Za sve kemijskih interakcija ove vrste zahtijeva posebne uvjete, uglavnom u visokoj temperaturi, barem - katalizatori.

Također je uobičajeno u kemijskoj industriji reakcije između željeza i halogena. To kloriranja, bromiranja, jodiranja, fluoriranje. Kao i sam naziv reakcije, proces pridruživanja Ferrum ugljikovih atoma klora / brom / jod / fluorid da se dobije klorid / bromid / jodid / fluorid respektivno. Ovi materijali su naširoko koristi u različitim industrijama. Nadalje, Ferrum može spojiti sa silicijem na visokim temperaturama. S obzirom na činjenicu da su kemijska svojstva željeza su različiti, često se koristi u kemijskoj industriji.

Ferrum i složene tvari

Od jednostavnih tvari prolaze u molekulama koje se sastoje od dva ili više različitih kemijskih elemenata. Prva stvar koju treba spomenuti - Ferrum reakciju s vodom. Tu su prikazani osnovna svojstva željeza. Kada se zagrijava vodu uz željezo nastaje osnovni oksida (što se zove tako jer se čini hidroksid, odnosno u interakciji s istom vodom - baza). Tako da, ako uzmemo jedan mol obje komponente se formiraju takve tvari kao Ferrum dioksida i plina vodika s odbojnog mirisa - kao u molarnim omjerima od jedan prema jedan. Jednadžba takvih reakcija može se pisati kao što slijedi: Fe + _H2O = FeO + _H2. Ovisno o omjeru u kojem se miješaju dvije komponente, može se dobiti di- ili željeza trioksid. Obje od tih sredstava su vrlo česte u kemijskoj industriji, a također se koristi u mnogim drugim industrijama.

I soli s kiselinama

Budući da je ostalo Ferrum vodik u elektrokemijskom nizu metala djelovanja, to spososoben micati aktivni element spojeva. Primjer za to je reakcija supstitucije što se može vidjeti prilikom dodavanja željeza kiseline. Na primjer, ako se pomiješa u jednakim molarnim proporcijama željeza i sulfatne kiseline (aka) sumporne prosječnu koncentraciju, kao rezultat dobivamo željezo (II) sulfata i vodik u jednakim molarnim proporcijama. Jednadžba takve reakcije će izgleda ovako: Fe + H ₂ SO _{4-FeSO 4} + H _2.

U interakciji sa soli željeza očituje smanjenje svojstva. To znači da korištenje može se razlikovati od manje aktivnih soli metala. Na primjer, ako se uzme jedan mol bakar-sulfata i istog Ferrum možemo dobiti željezo sulfat (II) i čisti bakar u jednakim molarnim proporcijama.

Vrijednost za organizam

Jedan od najčešćih u kori kemijskih elemenata - željezo. Svojstva materije smo već uzeti u obzir, a sada smo došli do njega iz biološkog gledišta. Ferrum ima vrlo važnu funkciju na staničnoj razini i na razini cijelog organizma. Prvenstveno je željezo temelj takvog proteina je hemoglobin. To je neophodno za prijenos kisika putem krvi iz pluća do svih tkiva, organa, do svake stanice u tijelu, posebno u neuronima mozga. Dakle, blagotvorno svojstva željeza ne može prenaglasiti.

Uz to utječe kroveobrazovanie, Ferrum je također važno za normalno funkcioniranje štitne žlijezde (to zahtijeva ne samo jod, kao što neki vjeruju). Isto tako, željezo je uključen u unutarstanične metabolizam, regulira imunološki sustav. Pobliže Ferrum u velikim količinama nalazi u stanicama jetre, jer pomaže neutralizirati štetne tvari. On je također jedan od glavnih sastojaka mnogih vrsta enzima u našem tijelu. Dnevni ljudska prehrana treba sadržavati deset do dvadeset miligrama element u tragovima.

Namirnice bogate željezom

Takav puno. Jedu oba biljnog i životinjskog podrijetla. Prvo - to je žitarice, mahunarke, žitarice (osobito heljda), jabuke, gljive (bijele), suho voće, rosehips, kruške, breskve, avokado, bundeve, bademi, smokve, rajčice, brokula, kupus, borovnice, kupine, celer, itd . Drugo - jetra, meso. Upotreba proizvoda s visokim sadržajem željeza je posebno važno tijekom trudnoće, kao što je tijelo fetusa formirana zahtijeva veliku količinu mikronutrijenata za pravilan rast i razvoj.

Znakovi nedostatka željeza u tijelu

Simptomi premalo iznosu od Ferrum ulaska u tijelo su umor, stalno zamrzavanje ruke i noge, depresija, krhki kose i noktiju, smanjenje intelektualna aktivnost, probavni poremećaji, niska izvedba, kvar štitnjače. Ako primijetite neke od ovih simptoma, potrebno je povećati broj proizvoda koji sadrže željezo u prehrani ili kupiti vitamine ili dodatke prehrani koji sadrže Ferrum. Također, budite sigurni da se konzultirati svog liječnika ako bilo koji od ovih simptoma se osjećate tako loše.

Korištenje Ferrum industrije

Primjena i svojstva željeza su usko povezani. Zbog svoje feromagnetski, ona se koristi za proizvodnju magneta - oboje slabiji za uporabu u kućanstvu (suvenira magneta na hladnjaku, itd ...) i snažnije - za industrijske svrhe. S obzirom na činjenicu da je smatra metal ima veliku čvrstoću i tvrdoću, sa svojim antike koristi za oružje, oklop, i druge vojne i domaćih instrumenata. Usput, u starom Egiptu je poznat meteorski željeza sa svojstvima bolji od onih konvencionalnih metala. Također, posebna željeza korišten u starom Rimu. Iz proizvela elitni oružje. Štit ili mač napravljen od meteorski metala, može imati samo vrlo bogatu i uglednu čovjeku.

Općenito, metal, što smatramo u ovom članku je najsvestraniji od svih tvari koje se koriste u skupini. Prije svega, on je napravio čelika i lijevanog željeza, koje se koriste za proizvodnju raznih proizvoda potrebnih u industriji i svakodnevnom životu.

Lijevanog željeza željezo naziva i ugljik legure, naznačen time, da je druga prisutna od 1.7 do 4.5 posto. Ako je drugi manji od 1,7 posto, onda je ova vrsta legure poznate kao čelik. Ako je prisutan u pripravku od oko 0,02 posto ugljik, onda je običan trgovački željezo. Prisutnost ugljika u leguri potrebna za priopćavanje veću snagu, toplinska stabilnost, otpornost na hrđanja.

Nadalje, u čeliku može sadržavati mnoge druge elemente kao nečistoća. To mangana i fosfora, silicija i. Također, u ovoj vrsti legure se postigao određene kvalitete može se dodati kroma, nikla, molibdena, volframa i mnoge druge kemijske elemente. Vrsta čelika, u kojem je velika količina prisutnog koloni (oko četiri posto), koji se koriste kao transformatora. Oni u sastavu kojih je mnogo mangana (do dvanaest ili četrnaest posto) pronašli primjenu u proizvodnji dijelova željeznice, mlinovi, brusilice i ostali alati, dijelovi koji se brzo habanje.

Molibden se uvodi u sastav legure, kako bi se još termički stabilan - kao što je čelik koji se koristi u alatu. Osim toga, kako bi dobili sve poznate i obično se koristi u kućanstvima u obliku noževa i drugih alata za domaćinstvo nehrđajući čelici moraju biti dodan u krom legure, nikla i titana. A kako bi se dobio otporne na udarce, visoka čvrstoća, duktilnost, dovoljno je dodati vanadij. Pri ulasku u niobij može postići visoku otpornost na koroziju i kemijski agresivne supstance.

Mineralna magnetit, koji je ranije u ovom članku je spomenuto, morate proizvodnju tvrdih diskova, memorijskih kartica i drugih uređaja ove vrste. Zbog magnetskih svojstava željeza može se naći u aparatu transformatora, motora i drugih elektroničkih proizvoda. Osim toga, Ferrum možete dodati i druge metalne legure za priopćavanje veću snagu i mehaničku stabilnost. Sulfat taj element koristi u hortikulturi za kontrolu štetočina (uz bakreni sulfat). Željezo kloridi su neophodni za pročišćavanje vode. Nadalje, magnetit prah se koristi u crno-bijeli pisači. Glavni način primjene pirit - proizlaze iz njih sumporna kiselina. Ovaj proces se odvija u laboratoriju u tri faze. U prvom stupnju pirita Ferrum spaljeni da se dobije feri oksida i sumporni dioksid. Drugi korak je transformacija sumpor dioksida u trioksid, uz sudjelovanje kisika. I završna faza dobiveni materijal se propušta kroz vodene pare , u prisustvu katalizatora, i na taj način da se dobije sulfatna kiselina.

dobivanje željeza

Osnovi aktivni metal ekstrahira sa svoja dva glavna minerala: magnetit i hematita. Učiniti uz smanjenje željeza iz svojih atoma spojeva u obliku koksa. To je učinjeno u visokoj peći, u kojoj se temperatura doseže dvije tisuće stupnjeva. Osim toga, postoji način za vraćanje Ferrum vodik. U tu svrhu je prisutnost izboru jedne visoke peći. Postupak za provedbu ove ima posebnu glinu, je pomiješana s usitnjenog rude i pomiješa se s vodikom u vertikalnoj peći.

zaključak

Svojstva i primjena željeza varira. To je možda najvažniji u našim životima metala. Postati poznat čovjek, on je zauzeo mjesto bronce, koji je u to vrijeme bio glavni materijal za izradu alata i oružja. Čelik i željezo u mnogočemu superioran u odnosu na slitine bakra i kositra u obliku fizičkih svojstava, otpornosti na mehanička naprezanja.

Osim toga, željezo na našoj planeti je više zajedničkog nego mnogim drugim metalima. Maseni udio u Zemljinoj kori je gotovo pet posto. To je četvrti najobilniji kemijski element u prirodi. Također, ovaj kemijski element je vrlo važno za normalno funkcioniranje tijela životinja i biljaka, pogotovo jer se temelji na izgradnji hemoglobina. Željezo je bitan element u tragovima, čije korištenje je važno za zdravlje i normalno funkcioniranje organa. Osim navedenog, to je jedini metal koji ima jedinstvene magnetska svojstva. Bez Ferrum je nemoguće zamisliti naš život.