Kemične in fizikalne lastnosti železa

Železo - znana kemijski element. To se nanaša na povprečje reaktivne kovine. Lastnosti in aplikacije železa bodo razpravljali v tem članku.

Razširjenost v naravi

Obstaja precej velika količina mineralov, ki vsebujejo železo. Najprej je magnetita. On je dvainsedemdeset odstotkov je sestavljena iz železa. Njegova kemijska formula - Fe₃O₄. Ta mineral znan tudi kot magnetita. Ima svetlo sive barve, včasih z temno sive do črne s kovinskim sijajem. Njegova največja depozit se nahaja na Uralu v CIS.

Naslednja mineralnih z visoko vsebnostjo železa - hematita - obsega sedemdeset odstotkov tega elementa. Njegova kemijska formula - Fe₂O₃. Prav tako je pozval hematit. Ima barvo iz rdeče-rjave do rdeče-sivo. Največji rudnik v CIS v Krivoj Rog.

Vsebnost tretji mineralnih FERRUM - limonita. Tukaj železo shestdesyat odstotkov skupne teže. Ta kristalna, to je v svoji kristalni mreži molekuli tkane vode, njegova kemična formulo - Fe₂O₃• H₂O. Kot že ime pove, ta mineral je rumeno-rjavo barvo, včasih tudi rjav. Bil je eden izmed glavnih sestavin naravnega oker in se uporablja kot pigment. Prav tako je pozval limonita. Največji kraj pojava - Krim, Urala.

Siderit, tako imenovani siderit, oseminštirideset odstotkov Ferrum. Njegova kemijska formula - FECO₃. Njegova sestava ni homogena in je sestavljen iz drugačne barve med seboj povezane kristale: sivi bledo zeleno, sivo-rumene, rumeno-rjave barve in drugi.

Slednje je pogosto naravno mineralno z visoko vsebnostjo železo - pirit. Ima kemijsko formulo FeS₂. Železo v njem je šestinštirideset odstotkov skupne teže. Zaradi atomov žvepla mineralne ima zlato rumene barve.

Veliko pregledanih mineralov, ki se uporabljajo za izdelavo čisto železo. Poleg tega je hematit uporablja pri izdelavi nakita iz naravnih kamnov. Pirit vključki so lahko prisotni v nakit iz lapis lazuli. Poleg tega je narava železa najdemo v sestavi živih organizmov - je eden od najbolj pomembnih sestavin celice. Ta element v sledovih mora vstopiti v človeško telo v zadostni količini. Zdravilne lastnosti železa je v veliki meri posledica dejstva, da je to kemijski element osnova hemoglobina. Zato je uporaba Ferrum je dobro za pogoj krvi in ​​posledično celotnega organizma.

Strojna oprema: fizikalne in kemijske lastnosti

Razmislite vrstni red teh dveh velikih delov. fizikalne lastnosti železo - je njegov videz, gostota, tališče, itd To je vse odlike so snovi, ki so povezane s fiziko ... Kemične lastnosti železa - je njegova sposobnost, da reagira z drugimi spojinami. Začnimo s prvim.

Fizikalne lastnosti železa

V čisti obliki v normalnih pogojih je trdno snov. Ima srebrnosiv barvo in izrazito kovinski sijaj. Mehanske lastnosti vključujejo raven železa trdote na Mohs lestvici. To je enako štiri (povprečje). Železo ima dobro električno prevodnost in toplotno prevodnost. Slednja lastnost je mogoče čutiti z dotikom predmeta železa v hladnem prostoru. Ker je ta material prevaja toploto hitreje, je v kratkem času je velik del svoje kože, tako da zeblo. Dotik, na primer, na drevesu, je treba opozoriti, da je njegova toplotna prevodnost precej nižja. Fizikalne lastnosti železa - da njegove tališča in vrelišča. Prvi je 1539 stopinj Celzija, in drugi - 2860 stopinj Celzija. Iz tega lahko sklepamo, da so značilne lastnosti železa - dobri plastičnosti in pretočnosti. Ampak to še ni vse.

Tudi v fizikalnih lastnosti železa in delu je feromagnetni. Kaj je to? Iron, magnetne lastnosti, katere lahko vidimo na praktičnih primerih vsak dan - je edina kovina, ki ima edinstveno razlikovalno funkcijo. To je zato, ker aktivna snov je mogoče namagneten z magnetno polje. In prenehanje zadnje železa, je pravkar bila ustanovljena magnetne lastnosti, ki so za dolgo časa ostala magnet sam. Ta pojav je mogoče razložiti s tem, da je struktura kovine prisoten množico prostih elektronov, ki so sposobna premakniti.

Z vidika kemije

Ta element se uporablja za kovine povprečno aktivnost. Vendar pa kemična železa lastnosti so značilne za vse druge kovine (razen tistih, ki so na desni strani vodika v elektrokemijsko seriji). To je sposobna odzvati na več razredov snovi.

Začnimo s preprosto

Ferrum reagiramo z kilorodom, dušika, halogen (jod, brom, klor, fluor), fosforja, ogljika. Prva stvar, da razmisli - reakcija z kisik. Pri gorenju Ferrum tvorjena njegove oksidi. Odvisno od pogojev reakcije in razmerju med obema stranema, se lahko spreminja. Kot lahko primer take interakcije povzroči naslednji reakcijski enačbi: 2Fe + O₂ = 2FeO- 4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃- 3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄. In lastnosti železovega oksida (tako fizikalne in kemijske) se lahko spreminja, odvisno od sorte. Takšne reakcije se pojavijo pri visokih temperaturah.

Video: Iron. Kemične in fizikalne lastnosti

Naslednja - interakcija z dušikom. Pojavi se lahko tudi le pod pogojem ogrevanja. Če vzamemo šest mol železa na mol dušika smo dobili dva mol železa nitrid. Reakcijsko enačba je: 6Fe + N₂ = 2Fe₃N.

Z reakcijo s fosforjem tvorjen fosfid. Pri reakciji takšne sestavine so potrebni: tri Ferrum mola - na mol fosforja, ki je tvorjena kot posledica en mol fosfid. Enačba lahko zapišemo kot sledi: 3Fe + p = Fe₃P.

Poleg tega lahko, interakcija lahko izoliramo tudi izmed osnovnih sestavin ni reakcij žvepla. Tako je mogoče pridobiti sulfida. Načelo, na katerem proces nastajanja snovi, podobne tistim, opisanim zgoraj. Namreč, da je dodatek reakcija. Za vse kemične interakcije tovrstne zahteva posebne pogoje, predvsem na visoko temperaturo vsaj - katalizatorji.

Prav tako je pogosta v reakciji kemično industrijo med železom in halogenov. To kloriranje, bromiranje, jodiranje, fluoriranje. Kot že ime reakcij, proces pridružitev železo atomi klora / broma / joda / fluorid, da se tvori klorid / bromida / jodid / fluorid oz. Ti materiali se pogosto uporabljajo v različnih panogah. Poleg tega Ferrum sposobni za povezavo s silicijem pri visokih temperaturah. Glede na to, da so kemijske lastnosti železa raznolika, se pogosto uporablja v kemični industriji.

Ferrum in kompleksne snovi

Od preprostih snovi preide molekul iz katerih so sestavljena iz dveh ali več različnih kemijskih elementov. Prva stvar omeniti - Ferrum reakcijo z vodo. Tam so prikazane osnovne lastnosti železa. Kadar je segreta voda tvori skupaj z železom osnovna oksid (Se imenuje tako, ker je interakcija z istim vodnih oblikah hidroksida, z drugimi besedami - baza). Torej, če vzamemo en mol obeh komponent se oblikujejo take snovi kot so železo dioksida in vodikovega plina z ostrega vonja - kot v molskih deležih ena proti ena. Enačba teh reakcij lahko zapišemo kot sledi: Fe + H₂O = FeO + H₂. Odvisno od deleža, v katerem za mešanje dveh komponent, lahko dobimo di- ali železa trioksid. Oba od teh sredstev, so zelo pogosti v kemični industriji, in se uporablja tudi v številnih drugih panogah.

Video: Smešno kemijske reakcije. Interakcija železov klorid FeCl3 in raztopino amoniaka NH4OH

Z kislin in soli

Ker je železo slabo vodik v elektrokemijsko seriji kovin aktivnosti, spososoben da izpodrinejo aktivni element spojin. Primer tega je substitucijske reakcije, ki jih je mogoče opaziti pri dodajanju železa proti kislini. Na primer, če pomešamo v enakih molskih razmerjih železa in sulfata kisline (aka žveplovo) povprečne koncentracije, kot rezultat dobimo železov sulfat (II) in vodika v enakih molskih razmerjih. Enačba take reakcije videti tako: Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂.

Med interakcijo s solmi železa kaže zmanjšanje lastnosti. To pomeni, da z uporabo, se lahko razlikuje od manj aktivnih kovinskih soli. Na primer, če vzamemo eno mol bakrovega sulfata Ferrum in isti, lahko dobimo železov sulfat (ii) in čistega bakra v enakih molskih razmerjih.

Vrednost za organizem

Ena izmed najbolj pogosti v skorji kemičnih elementov - železo. Lastnosti snovi smo že velja, in zdaj smo prišli do nje z biološkega vidika. Ferrum ima zelo pomembno funkcijo pri celični ravni in na ravni celotnega organizma. Predvsem železa je osnova take beljakovine je hemoglobin. To je potrebno za prenos kisika, ki ga kri iz pljuč v vseh tkivih, organih v, za vsako celico v telesu, še posebej možganskih nevronov. Zato so koristne lastnosti železa ni mogoče overemphasized.

Poleg tega vpliva kroveobrazovanie, Ferrum, je prav tako pomemben za normalno delovanje ščitnice (zahteva ne le jod, kot nekateri verjamejo). Prav tako je železo vpleten v znotrajcelični presnovo, uravnava imunski sistem. Natančneje železo v velikih količinah najdemo v jetrnih celicah, saj pomaga nevtralizirati škodljive snovi. Bil je tudi eden od glavnih sestavnih delov različnih vrst encimov v našem telesu. Dnevni človeška prehrana mora vsebovati deset do dvajset miligramov element v sledovih.

Živila, bogata z železom

Tako veliko. Jedo tako rastlinskega in živalskega izvora. Najprej - to je žita, stročnice, žitarice (predvsem ajdove), jabolka, gobe (bela), suho sadje, šipka, hruške, breskve, avokado, buče, mandlji, fige, paradižnik, brokoli, zelje, borovnice, robide, zelena, itd . Drugič - jetra, meso. Uporaba produkta visoko vsebnostjo železa je med nosečnostjo še posebej pomembna, saj telo zarodka tvorjena zahteva veliko Mikrohranilna za pravilno rast in razvoj.

Znaki pomanjkanja železa v telesu

Simptomi premalo višini Ferrum vnosu v telo, so utrujenost, stalne zamrznitev roke in noge, depresija, krhki lasje in nohti, zmanjšanje intelektualne dejavnosti, prebavne motnje, nizka učinkovitost, motnje v delovanju ščitnice. Če opazite nekatere od teh simptomov, je treba povečati število izdelkov, ki vsebujejo železo v vaši prehrani ali kupiti vitamine ali dodatke, ki vsebujejo železo. Prav tako se prepričajte, da če kateri koli od teh simptomov, se počutite preveč slabo se posvetujte s svojim zdravnikom.

Uporaba Ferrum industrijo

Uporaba in lastnosti železa so tesno povezani. Zaradi njene feromagnetnega, se uporablja za proizvodnjo magnetov - tako šibkejše za domačo uporabo (magneti spominki na hladilnik, itd ...) in močnejši - za industrijske namene. Glede na to, da ima obravnavano kovine visoko trdnost in trdoto, s svojo antike se uporablja za orožje, oklep, in drugih vojaških in domačimi instrumenti. Mimogrede, v starem Egiptu je bilo znano Meteorski železo z lastnostmi, ki so višje od tistih iz konvencionalne kovine. Prav tako je posebna železo se uporablja v starem Rimu. Iz nje proizvedeni elite orožje. Ščit ali meč iz meteornih kovine, lahko le zelo bogat in ugleden človek.

Na splošno je kovina, ki menimo, da v tem članku, je najbolj vsestranski vseh snovi, ki jih je skupina, ki se uporabljajo. Najprej je naredil jekla in litega železa, ki se uporabljajo za izdelavo različnih izdelkov, potrebnih v industriji in v vsakdanjem življenju.

Litega železa imenovano železa in ogljikovega zlitine, pri čemer se drugi prisoten v količini od 1,7 do 4,5 odstotka. Če je drugi manjši od 1,7 odstotka, potem ta vrsta zlitine znan kot jeklo. Če je ogljik prisoten v sestavku od okoli 0,02 odstotka, potem je običajni komercialni železa. Prisotnost ogljika v zlitini je potreben, da prenaša večjo trdnost, termično stabilnost, odpornost na rjavenje.

Poleg tega v jeklu lahko vsebuje mnoge druge elemente, kot nečistoče. Ta mangana in fosforja in silicija. Tudi pri tej vrsti zlitine mu dajo določene lastnosti lahko dodamo krom, nikelj, molibden, volfram in mnoge druge kemijske elemente. Vrste jekla, pri kateri velike količine silicijevega dioksida (okoli štiri odstotka), ki se uporabljajo kot transformator. Tisti, v sestavi katerega je veliko mangana (do dvanajst ali štirinajst odstotkov) imel vlogo pri proizvodnji delov železnic, mlini, brušenje in druga orodja, deli, ki so predmet hitro obrabo.

Molibden uvedemo v sestavku zlitine, da bo bolj toplotno stabilen - kot je jeklo, ki se uporablja v orodju. Poleg tega, da dobimo vseh znanih in uporabljanih v gospodinjstvih v obliki nožev in drugih gospodinjskih orodij nerjavna jekla je treba dodati v kromove zlitine niklja in titana. In da bi dobili udarce odporno, visoka trdnost, duktilnost, je dovolj, da dodate vanadij. Pri vstopu v niobij lahko doseže visoka odpornost proti koroziji in kemično agresivnih snovi.

Mineralna magnetita, ki je bila prej v tem članku je navedeno, morate za proizvodnjo trdih diskov, pomnilniških kartic in drugih naprav te vrste. Zaradi magnetnih lastnosti železa lahko najdemo v aparatu transformatorjev, motorjev in drugih elektronskih izdelkov. Poleg tega se lahko železo dodamo druge kovinske zlitine, da jim dajo večjo trdnost in mehansko stabilnost. Sulfat ta element uporablja v vrtnarstvu za zatiranje škodljivcev (skupaj z bakrovim sulfatom). Iron kloridi so nujno potrebni za čiščenje vode. Nadalje se magnetit prahu uporabi v črno-belih tiskalnikov. Glavni način uporabe pirita - izhaja iz nje žveplovo kislino. Ta proces poteka v laboratoriju v treh fazah. V prvem koraku pirit Ferrum sežge njih železov oksid in žveplov dioksid. Drugi korak je preoblikovanje žveplovega dioksida v trioksida, s sodelovanjem kisika. In v končni fazi nastali material skozi vodna para v prisotnosti katalizatorja, in tako, da smo dobili žveplovo kislino.

pridobivanje železa

V bistvu je aktivna kovinska pridobljeni iz dveh glavnih mineralov: magnetit in hematit. Ali to z redukcijo železovega od njegovih ogljikovih spojin v obliki koksa. To je narejeno v plavžu, v katerem je temperatura doseže dva tisoč stopinj Celzija. Poleg tega obstaja način za ponovno vzpostavitev železo vodik. V ta namen je v danem primeru prisotnost plavža. Za izvajanje tega Postopek je posebno gline, se zmeša s zdrobljene rude in obdelamo z vodikom v jaškovne peči.

zaključek

Lastnosti in aplikacije železa spreminjala. To je morda najbolj pomembno v našem življenju kovine. Postati znano, da človek, ki je prevzel mesto brona, ki je v tistem času je bil glavni material za izdelavo orodja in orožja. Jeklo in železo v mnogih pogledih boljši od zlitine bakra in kositra v smislu njegovih fizikalnih lastnosti, odpornost na mehanske obremenitve.

Video: številka 306. Anorganska kemija. Ob 37. železo in njegove spojine. 9. del: Lastnosti legiranega jekla

Poleg tega, železo na našem planetu je bolj pogosto kot mnoge druge kovine. masni delež v zemeljski skorji je skoraj pet odstotkov. To je četrti najpogostejši kemijski element v naravi. Tudi ta kemijski element je zelo pomembno za normalno delovanje telesa, živali in rastlin, še posebej zato, ker je na osnovi zgrajena hemoglobina. Železo je bistven element v sledovih, katerih uporaba je pomembna za zdravje in normalno delovanje organov. Poleg zgoraj, to je edina kovina, ki ima edinstvene magnetne lastnosti. Brez Ferrum je nemogoče predstavljati svoje življenje.