Železo: co to je, vlastnosti, použití a získávání kovu

Ó žehlička je přechodný kov nacházející se ve skupině 8 periodické tabulky se symbolem Fe, atomovým číslem 26 a atomovou hmotností 55,847 u.

Jeho hlavní vlastnosti jsou: lesklý kov se stříbřitě bílým vzhledem, s magnetickými vlastnostmi, který snadno rezaví při kontaktu s vlhkým prostředím.

Je to nejpoužívanější kov na světě a nejvíce vyvážený z Brazílie. Hlavní využití železa je pro výrobu oceli, používané např. v občanské výstavbě, výrobě automobilů a domácích spotřebičů.

Železo se v rudách vyskytuje především ve formě oxidů a hydroxidů. Proto se komerčně používané železo vyrábí extrakcí a čištěním těchto materiálů. Země s největšími nalezišti železné rudy jsou: Austrálie, Rusko, Brazílie, Čína a Indie.

Vlastnosti železa

Teplota tání: 1538 °C
Bod varu: 2 861 °C
Fyzikální stav při 20 °C: pevná látka
Hustota: 7,874 g/cm³
Oxidační stavy: +2, +3, +4, +6
Elektronická distribuce: [Ar]3d⁶4s²
Přírodní izotopy: ⁵⁶Fe (stabilnější), ⁵⁴Víra, ⁵⁷Víra a ⁵⁸Víra

Použití a aplikace železa

Hlavní využití železa je jako surovina pro výrobu oceli, hlavní kovové slitiny tohoto prvku a kam je určeno 98 % kovu vytěženého z přírody.

instagram story viewer

Ocel je kovová slitina železa, množství uhlíku se pohybuje od 0,5 do 1,7%, navíc s přidáním malého množství dalších chemických prvků.

Různé typy vyráběných ocelí mají různé vlastnosti, protože procento uhlíku je regulováno, jsou zahrnuty další prvky a jsou prováděna specifická tepelná zpracování.

Příklady slitin se železem:

Uhlíková ocel: slitina železa, uhlíku, manganu, křemíku a stop dalších prvků;
Nerezová ocel: slitina železa, chrómu, uhlíku a stop dalších prvků;
Litina: Slitina železa, uhlíku a křemíku a může obsahovat stopy dalších prvků.

První použití železa bylo vytvořit nástroje pro zemědělství a zbraně pro lov a války. Dnes je železo přítomno v různých materiálech každodenní potřeby, jako jsou kuchyňské náčiní, železobeton a trámy ve stavebnictví, dopravní prostředky a mnoho dalšího.

Železo se stále používá jako katalyzátor reakcí železa. Jednou z nejvíce vyráběných chemických látek je čpavek, důležitá surovina pro výrobu hnojiv.

Kombinace vodíkových a dusíkových plynů za vysokých teplotních a tlakových podmínek při syntéze Haber-Bosch k výrobě čpavku se stává účinnou přidáním železa jako katalyzátoru k urychlení reakce.

Výskyt železa

Železo (Fe) je po kyslíku, křemíku a hliníku čtvrtým nejrozšířenějším prvkem v přírodě. Tvoří 5 % zemské kůry a jen zřídka se vyskytuje volně v přírodě.

Nejvyužívanější a ekonomicky nejdůležitější kovové rudy jsou:

Hematit (Fe₂Ó₃)
Magnetit (Fe₃Ó₄)
Taconite (Fe₃Ó₃)
Goethite (Fe₂O3.H₂Ó)
Limonit (2 Fe₂Ó₃0,3H₂Ó)

Přestože se odhaduje, že ve složení je více než 300 rud s tímto prvkem, ty s dostatkem železa pro zpracování jsou ve formě oxidů (O_X). Ostatní železné rudy jsou tvořeny sírany, silikáty a uhličitany.

Brazílie je po Austrálii druhým největším světovým producentem železa na světě a ruda tohoto kovu se nejvíce vyváží z Brazílie, přibližně 68 % exportu země.

Regiony s největší těžbou rudy na území Brazílie se nacházejí v:

Železný čtyřúhelník (Minas Gerais)
Porteirinha (Minas Gerais)
Minerální provincie Carajás (Pará)
Region Corumbá (Mato Grosso do Sul)

Zatímco v nejvzdálenější vrstvě Země je železo druhým nejrozšířenějším kovem, v jádru planety toto prvek má nejvyšší procento ve svém složení, protože struktura je tvořena slitinou železa a nikl.

Pokud tedy vezmeme v úvahu planetu jako celek, železo představuje přibližně 30 % chemického složení Země.

Význam železa

Železo je všestranný a důležitý chemický prvek pro chemické, fyzikální a biologické procesy.

Protože se jedná o hojný kov, který lze snadno získat, je tvárný a odolný, je železo široce používáno pro výrobu zařízení.

Železo je kov, který je přítomen i v lidském těle. Dospělý člověk má asi 2 až 4 g železa.

Je hlavní složkou hemoglobinu v krvi, bílkoviny zodpovědné za transport kyslíku z plic do jiných částí těla. To je možné pouze proto, že atom železa se snadno váže na kyslík a tak jeho transport zajišťují červené krvinky.

Jelikož je železo důležité pro tvorbu organických molekul, růst a vývoj jedince, je nutné, aby bylo přítomno ve stravě.

Doporučený příjem železa pro dospělé se pohybuje mezi 10 a 15 mg a lze jej získat prostřednictvím potraviny bohaté na minerály, jako jsou fazole, červené maso, korýši, kakaový prášek, dýňová semínka a špenát.

Nedostatek železa v těle způsobuje nejběžnější typ anémie a některé z hlavních příznaků jsou bledost, únava, tachykardie, bolesti hlavy, vypadávání vlasů a podrážděnost.

Původ a historie železa

Věk kovů je poslední fází pravěku a představuje železo jako poslední kov doby, který používali homidi, hlavně k výrobě nástrojů a zbraní.

Doba železná se odehrávala mezi rokem 1500 před naším letopočtem. C-300 a. C., ale již byly nalezeny kovové předměty pocházející z roku 3500 př. Kr. C. v Egyptě.

Kvalita železa byla měřena obsahem přítomného uhlíku, protože sloučeniny tohoto prvku se používaly pro tavení železa. Proto čím nižší množství uhlíku, tím vyšší kvalita železa.

Železo bylo také nejdůležitějším kovem pro první fázi průmyslové revoluce.

Získejte více znalostí s obsahem: