Hemijske i fizičke osobine željeza

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

Prevalencija u prirodi

Tu je prilično veliku količinu minerala, koji uključuju Ferrum. Prije svega, to je magnetita. On je sedamdeset i dva posto se sastoji od željeza. Njegova hemijska formula - Fe ₃ O _4. Ovaj mineral poznat i kao magnetit. Ima svjetlo sive boje, ponekad s tamno sive do crne s metalik sjaj. Njegova najveća depozit se nalazi na Uralu u CIS-a.

Sljedeći mineral sa visokim sadržajem željeza - hematita - sastoji se sedamdeset posto ovog elementa. Njegova hemijska formula - Fe ₂ O _3. Naziva se hematita. Ona ima boju iz crvene-smeđe do crveno-sive boje. Najveći rudnik u CIS je u Dnjepropetrovsk.

Treći sadržajem minerala FERRUM - limonit. Evo željeza shestdesyat posto od ukupne mase. Ovaj kristalni, i.e. u kristalnu rešetku molekula tkani vode, njegov kemijski konfiguracija - Fe ₂ O ₃ • H ₂ O. Kao što samo ime govori, ovaj mineral ima žuto-smeđe boje, ponekad smeđe. On je jedan od glavnih komponenti prirodnog oker i koristi se kao pigment. Naziva se limonit. Najveći mjesto nastanka - Krim, na Uralu.

Je siderit, tzv siderit, četrdeset osam posto Ferrum. Njegova hemijska formula - Feco _3. Njegova struktura nije homogena, a sastoji se od različite boje su povezani zajedno kristala: siva, blijedo zelena, siva-žuta, žuto-smeđe, i drugi.

Potonji je često prirodni mineral sa visokim sadržajem FERRUM - pirit. Ima hemijsku formulu FeS _2. Gvožđe u njoj je četrdeset šest posto od ukupne mase. Zbog atoma sumpora mineralnih ima zlatno-žute boje.

Mnogi od ispitivanih minerala koji se koriste za proizvodnju čistog željeza. Osim toga, hematita se koristi u proizvodnji nakita od prirodnog kamena. Pirit stavke mogu biti prisutni u nakit od lapis lazuli. Osim toga, priroda željeza naći u sastavu živih organizama - to je jedan od najvažnijih komponenti ćelije. Ovaj element u tragovima mora ući u ljudsko tijelo u dovoljnoj količini. Ljekovita svojstva željeza je uglavnom zbog činjenice da je ovaj hemijski element je osnova hemoglobina. Stoga, upotreba Ferrum je dobra za stanje u krvi, a time i cijeli organizam.

Hardver: fizička i hemijska svojstva

Uzmite u obzir da bi ova dva velika dijela. Fizička svojstva željeza - je svojim izgledom, gustoća, tačka topljenja, itd To jest, sve odlike supstanci koje su povezane sa fizikom ... Kemijska svojstva željeza - je njegova sposobnost da reaguju sa drugim bazama. Počnimo sa prvim.

Fizikalna svojstva željeza

U svom čistom obliku u normalnim uvjetima je solidan. Ona ima srebrno-sive boje i izgovara metalik sjaj. Mehanička svojstva uključuju razinu željeza tvrdoće na Mohsovoj skali. To je jednako četiri (prosjek). Iron ima dobru električnu provodljivost i toplinske provodljivosti. Potonji funkcija se može osjetiti dodirom željeza objekat u hladnoj sobi. Od ovog materijala brzo provodi toplotu, on je u kratkom vremenskom periodu uzima veliki dio vaše kože, tako da je hladno. Dirljivo, na primjer, na drvo, treba imati na umu da je njegova toplinske provodljivosti je znatno niži. Fizička svojstva željeza - da je njegova topljenja i ključanja temperature. Prvi je 1539 stupnjeva Celzijusa, a drugi - 2860 stepeni Celzijusa. Može se zaključiti da je karakteristična svojstva željeza - dobro plastičnost i fluidnost. Ali to nije sve.

Takođe, u fizičke osobine željeza i dio toga je feromagnetnih. Šta je to? Željeza, magnetnih osobina koje možemo vidjeti u praktičnim primjerima svaki dan - jedini metal koji ima jedinstvenu Osobitoslt. To je zato što aktivni materijal je u stanju da se magnetizirana od magnetskog polja. I prestanak posljednje željeza, magnetnih osobina koja je upravo formirana, dugo je ostala sama magnet. Ovaj fenomen se može objasniti činjenicom da je struktura metal je prisutan pluralitet slobodnih elektrona, koji su u stanju da se kreće.

Što se tiče hemije

Ovaj element se odnosi na metale prosjeka djelatnosti. Međutim, kemijska željeza svojstva su tipični za sve druge metale (osim onih koji su na desnoj strani vodonika u elektrokemijske serija). To je u stanju da odgovori na mnoge klase supstanci.

Počnimo sa jednostavnom

Ferrum reagovao kilorodom, azot, halogena (jod, brom, klor, fluor), fosfora, ugljika. Prva stvar koju treba uzeti u obzir - reakcija sa kiseoničke. Kada gori Ferrum svoje oksidi nastaju. Ovisno o uvjetima reakcije i proporcije između dvije strane, oni mogu biti različiti. Kao primjer takve interakcije može dovesti u sljedećim reakcija jednadžba: 2Fe + O ₂ = 2FeO; 4FE + 3O ₂ = 2Fe ₂ O _3; 3FE + 2O ₂ = Fe ₃ O _4. I svojstva oksida gvožđa (i fizičke i hemijske) mogu varirati, ovisno o sorti. Takve reakcije se javljaju na visokim temperaturama.

Sljedeća - interakcija sa azotom. Također se može dogoditi samo pod uslovom grijanja. Ako uzmemo šest mola željeza po molu dušika dobiti dva mola željeza nitrida. Reakcija jednadžba glasi: 6FE + N ₂ = 2Fe ₃ N.

U reakciji sa fosfor se formira phosphide. Za reakciju, kao komponente su neophodni: tri Ferrum mole - po molu fosfora, formira se kao rezultat jednog krtica phosphide. Jednačina se može pisati na sljedeći način: 3FE + P = Fe ₃ P.

Osim toga, interakcija može biti izolovana iz reda elementarnog sumpora supstanci reakcije. Tako da je moguće dobiti sulfid. Princip na kojem se proces formiranja supstance, slične onima koje su gore opisane. Naime, postoji dodatak reakcija. Za sve kemijske interakcije ove vrste zahtijeva posebne uvjete, uglavnom u visokim temperaturama, barem - katalizatori.

Također je uobičajena u reakciji kemijskoj industriji između željeza i halogene. Ovo kloriranje, bromiranje, iodination, fluorisanje. Kao što samo ime reakcije, proces pridruživanja Ferrum atome hlora atoma / brom / jod / fluorida da formiraju klorid / bromid / jodid / fluorida respektivno. Ovi materijali su naširoko koristi u različitim industrijama. Osim toga, Ferrum u stanju povezivanja sa silikonskim na visokim temperaturama. S obzirom na činjenicu da je kemijska svojstva željeza su različiti, često se koristi u kemijskoj industriji.

Ferrum i složene supstance

Od jednostavnih tvari prelaze u molekule koje se sastoje od dva ili više različitih kemijskih elemenata. Prva stvar koju treba spomenuti - Ferrum reakcije sa vodom. Tu su prikazani osnovni svojstva željeza. Kada grijanom vodom, zajedno sa željezom formira osnovni oksid (to se zove tako jer se formira hidroksid, drugim riječima, kada interakciji sa istom vodom - baza). Dakle, ako uzmemo jedan mol obe komponente se formiraju takve supstance kao Ferrum dioksid i vodonik sa oštar miris - kao u molarne proporcije jedan prema jedan. Jednadžbu takvih reakcija može pisati kako slijedi: Fe + H ₂ O = FeO + H _2. U zavisnosti od proporcije u kojoj će se miješati dvije komponente, može se dobiti di- ili željeza trioksid. Oba ova agenti su veoma česte u kemijskoj industriji, a također se koristi u mnogim drugim industrijama.

Sa kiseline i soli

Od Ferrum je ostalo od vodika u elektrokemijske serija metala aktivnosti, spososoben izmjestiti aktivni element jedinjenja. Primjer za to je zamjena reakcija koja se može uočiti pri dodavanju željeza na kiseline. Na primjer, ako je pomiješana u jednakim molarne proporcije željeza i sulfatnom kiselinom (aka sumporna) prosječna koncentracija, kao rezultat dobivamo željezo (II) sulfat i vodik u jednakim molarnoj proporcijama. Jednadžbu takvu reakciju bi izgledala ovako: Fe + H ₂ SO ₄ = FeSO ₄ + H _2.

Tokom interakciji sa soli željeza manifestira smanjenjem svojstva. To je, koristeći se može razlikovati od manje aktivan soli metala. Na primjer, ako uzmemo jedan molu bakar sulfat i isti Ferrum, možemo dobiti gvožđe sulfat (II) i čistog bakra u jednakim molarnoj proporcijama.

Vrijednost za organizam

Jedan od najčešćih u kori hemijskih elemenata - gvožđa. Svojstva materije smo već uzeti u obzir, a sada dolazimo do ga iz biološke tačke gledišta. Ferrum ima vrlo važnu funkciju na ćelijskom nivou i na nivou čitavog organizma. Prvenstveno željeza je osnova takvog proteina hemoglobina. To je neophodno za transport kiseonika krvlju iz pluća do svih tkiva, organa, do svake ćelije organizma, posebno u mozak neurona. Stoga je korisna svojstva željeza ne može biti prenaglašen.

Osim toga, ona utječe na kroveobrazovanie, Ferrum je također važno za normalno funkcioniranje štitne žlijezde (to zahtijeva ne samo jod, kao što neki vjeruju). Također, željeza je uključen u intracelularne metabolizam, regulira imunološki sistem. Više posebno Ferrum u velikim količinama nalazi se u ćelijama jetre, jer pomaže da se neutrališe štetne supstance. On je i jedan od glavnih komponenti mnoge vrste enzima u našem tijelu. Svakodnevne ishrani treba da sadrži deset do dvadeset miligrama mikroelemenata.

Hrana bogata gvožđem

Takva mnogo. Jedu i biljnog i životinjskog porijekla. Prvo - to je žitarice, mahunarke, žitarice (naročito heljda), jabuke, gljive (bijeli), sušeno voće, šipak, kruške, breskve, avokado, bundeve, bademi, smokve, rajčice, brokula, kupus, borovnice, kupine, celer, itd . Drugi - jetra, meso. Upotrebe proizvoda sa visokim sadržajem željeza je posebno važno za vrijeme trudnoće, kao tijelo fetusa formirana zahtijeva veliku količinu mikronutrijenata za pravilan rast i razvoj.

Znakovi nedostatka željeza u organizmu

Simptomi premalo iznosa Ferrum ulazi u tijelo su umor, stalno zamrzavanje ruke i noge, depresija, lomljive kose i noktiju, smanjenje intelektualne aktivnosti, probavnih smetnji, niske performanse, kvar štitne žlijezde. Ako primijetite neke od ovih simptoma, potrebno je povećati broj proizvoda koji sadrže željezo u ishrani ili kupiti vitamine ili dodatke koji sadrže Ferrum. Također, budite sigurni da se obratite lekaru ako bilo koji od ovih simptoma se osjećate tako loše.

Koristeći Ferrum industrije

Primjena i svojstva željeza su blisko povezani. Zbog svoje feromagnetski, koristi se za izradu magneta - kako slabiji za kućnu upotrebu (suvenir magneta na hladnjak, itd ...) i moćniji - za industrijske svrhe. S obzirom na činjenicu da smatra metal ima visoke čvrstoće i tvrdoće, sa svojim antici se koristi za oružje, oklop, i druge vojne i domaćih instrumenata. Usput, u starom Egiptu je poznato meteorski željeza sa svojstvima superiorniji od onih konvencionalnih metala. I poseban željeza je korištena u starom Rimu. Iz njega proizveo elitnom oružje. Štit ili mač napravljen od meteorskom metala, samo može imati vrlo bogat i uglednih čovjek.

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

Lijevano željezo zove željezo i ugljen legura, pri čemu je drugi poklon od 1.7 na 4,5 odsto. Ako je drugi je manje od 1,7 posto, onda ovaj tip legure poznate kao čelik. Ako je prisutan u sastavu od oko 0,02 posto ugljen, onda je to obična komercijalna željeza. Prisustvo ugljika u leguri potrebno da prenese veću snagu, toplinska stabilnost, otpornost na hrđanje.

Nadalje, u čelik može sadržavati i mnoge druge elemente kao nečistoća. Ovaj mangan, i fosfora, i silikona. Takođe, u ovu vrstu legure prenese određene kvalitete može se dodati krom, nikal, molibden, volfram, kao i mnoge druge kemijske elemente. Vrste čelika, u kojem veliku količinu silika prisutan (oko četiri posto), koristi kao transformator. Oni u sastavu koji mnogo mangana (do dvanaest ili četrnaest posto) naći primenu u proizvodnji dijelova željeznice, mlinova, brusilice i ostali alat, dijelovi koji su podložni brzom abrazije.

Molibden je uveden u sastav legure, da bi ga više termički stabilan - kao što je čelik koji se koristi u alat. Osim toga, da dobije sve poznate i često se koristi u domaćinstvima u obliku noževa i ostalim proizvodima za domaćinstvo alata nehrđajućeg čelika mora biti dodan u hrom legure, nikla i titana. I kako bi se dobila otpornim na udarce, visoka čvrstoća, duktilnost, dovoljno je dodati vanadija. Kada je ulazila u niobij može postići visoku otpornost na koroziju i kemijski agresivne supstance.

Mineralna magnetita, koji je ranije u ovom članku spomenuli, morate za proizvodnju hard diskova, memorijskih kartica i drugih uređaja ovog tipa. Zbog magnetna svojstva željeza može se naći u aparat transformatora, motora i drugih elektroničkih proizvoda. Osim toga, Ferrum možete dodati i druge metalne legure da prenese veću snagu i mehaničku stabilnost. Sulfat ovaj element se koristi u hortikulturi za kontrolu štetočina (zajedno sa bakar sulfat). Iron kloridi su neophodni u pročišćavanje vode. Nadalje, magnetita prah se koristi u crno-bijele štampača. Glavni način primjene pirita - koje proizlaze iz toga sumporne kiseline. Ovaj proces se odvija u laboratoriju u tri faze. U prvom koraku pirit Ferrum spaljena dati oksid gvožđa i sumpor-dioksida. Drugi korak je transformacija sumpor-dioksida u trioksid, uz učešće kisika. I završnoj fazi rezultirajući materijal je prošao kroz vodene pare u prisustvu katalizatora, i na taj način dati sumporne kiseline.

Dobivanje željeza

Generalno, ovaj metal se dobija iz dva glavna minerala: magnetita i hematita. Ovo se radi smanjivanjem gvožđa iz njegovih jedinjenja ugljenikom u obliku koksa. Ovo se radi u visokim pećima, temperatura u kojoj se dostiže na dve hiljade stepeni na skali od Celzijusa. Osim toga, postoji način za obnavljanje vodonika feruma. Zbog toga nije neophodno prisustvo visokih peći. Da biste primenili ovu metodu, uzmite specijalnu gline, miješajte je sljunom rudom i obradite vodonikom u pećnici.

Zaključak

Osobine i upotreba gvožđa su različiti. Ovo je možda najvažniji metal u našem životu. Pošto je postao poznat čovječanstvu, zauzeo je mesto bronze, koji je u to vrijeme bio glavni materijal za proizvodnju svih alata, kao i oružja. Čelik i liveno gvožđe na mnogo načina premašuju leguru bakra sa limenom u smislu njihovih fizičkih svojstava, otpornosti na mehanički stres.

Pored toga, gvožđe na našoj planeti je češće od mnogih drugih metala. Njegova masovna frakcija u zemaljskoj kori je gotovo pet posto. Ovo je četvrti najčešći hemijski element u prirodi. Takođe, ovaj hemijski element je veoma važan za normalno funkcionisanje tela životinja i biljaka, pre svega zato što se zasniva na hemoglobinu. Gvožđe je najvažniji mikroelement, čija upotreba je važna za očuvanje zdravlja i normalno funkcionisanje organa. Pored gore navedenog, ovo je jedini metal koji ima jedinstvena magnetska svojstva. Bez feruma nemoguće je zamisliti naš život.