Željezo: što je, svojstva, upotreba i dobivanje metala

O željezo je prijelazni metal smješten u skupini 8 periodnog sustava, sa simbolom Fe, atomskim brojem 26 i atomskom masom 55,847 u.

Njegove glavne karakteristike su: sjajni metal, srebrnobijelog izgleda, s magnetskim svojstvima i koji lako hrđa u dodiru s vlažnim sredinama.

To je najčešće korišteni metal na svijetu i najviše se izvozi iz Brazila. Glavna upotreba željeza je za proizvodnju čelika, koji se koristi, na primjer, u građevinarstvu, proizvodnji automobila i kućanskih aparata.

Željezo se u rudama nalazi uglavnom u obliku oksida i hidroksida. Stoga se komercijalno korišteno željezo proizvodi ekstrakcijom i pročišćavanjem ovih materijala. Zemlje s najvećim nalazištima željezne rude su: Australija, Rusija, Brazil, Kina i Indija.

Svojstva željeza

Talište: 1.538 °C
Vrelište: 2.861 °C
Fizikalno stanje na 20°C: kruto
Gustoća: 7,874 g/cm³
Stanja oksidacije: +2, +3, +4, +6
Elektronička distribucija: [Ar]3d⁶4s²
Prirodni izotopi: ⁵⁶Fe (stabilniji), ⁵⁴Vjera, ⁵⁷Vjera i ⁵⁸Vjera

Upotreba i primjena željeza

instagram story viewer

Glavna upotreba željeza je kao sirovina za proizvodnju čelika, glavne metalne legure ovog elementa i gdje je namijenjeno 98% metala ekstrahovanog iz prirode.

Čelik je metalna legura željeza, količine ugljika u rasponu od 0,5 do 1,7%, uz dodatak malih količina drugih kemijskih elemenata.

Različite vrste proizvedenog čelika imaju različita svojstva jer je reguliran postotak ugljika, uključeni su i drugi elementi i provode se specifične toplinske obrade.

Primjeri legura sa željezom:

Ugljični čelik: legura željeza, ugljika, mangana, silicija i tragova drugih elemenata;
Nehrđajući čelik: legura željeza, kroma, ugljika i drugih elemenata u tragovima;
Lijevano željezo: legura željeza, ugljika i silicija i može sadržavati tragove drugih elemenata.

Prva upotreba željeza bila je stvaranje oruđa za poljoprivredu i oružja za lov i rat. Danas je željezo prisutno u različitim svakodnevnim materijalima, kao što su kuhinjski pribor, armirani beton i grede u građevinarstvu, prijevozna sredstva i još mnogo toga.

Željezo se još uvijek koristi kao katalizator reakcija željeza. Jedna od najčešće proizvedenih kemijskih tvari je amonijak, važna sirovina za proizvodnju gnojiva.

Kombinacija plinova vodika i dušika u uvjetima visoke temperature i tlaka u sintezi Haber-Bosch za proizvodnju amonijaka postaje učinkovit s dodatkom željeza kao katalizatora za ubrzavanje reakcija.

Pojava željeza

Željezo (Fe) je četvrti najzastupljeniji element u prirodi, nakon kisika, silicija i aluminija. Čini 5% zemljine kore i rijetko se nalazi slobodno u prirodi.

Najeksploatiranije i ekonomski najvažnije metalne rude su:

Hematit (Fe₂O₃)
Magnetit (Fe₃O₄)
Taconit (Fe₃O₃)
Goethite (Fe₂O3.H₂O)
Limonit (2Fe₂O₃.3H₂O)

Iako se procjenjuje da ima više od 300 ruda s ovim elementom u sastavu, one s dovoljno željeza za preradu su u obliku oksida (O_x). Ostale željezne rude tvore sulfati, silikati i karbonati.

Brazil je drugi najveći svjetski proizvođač željeza u svijetu, nakon Australije, a ruda tog metala najviše se izvozi iz Brazila, s oko 68% izvoza zemlje.

Regije s najvećom eksploatacijom rude na brazilskom teritoriju nalaze se u:

željezni četverokut (Minas Gerais)
Porteirinha (Minas Gerais)
Mineralna pokrajina Carajás (Pará)
Regija Corumbá (Mato Grosso do Sul)

Dok je u najudaljenijem sloju Zemlje željezo drugi najzastupljeniji metal, u jezgri planeta ovaj element ima najveći postotak u svom sastavu, budući da je struktura formirana od legure željeza i nikla.

Stoga, ako promatramo planet kao cjelinu, željezo predstavlja približno 30% kemijskog sastava Zemlje.

Važnost željeza

Željezo je svestran i važan kemijski element za kemijske, fizičke i biološke procese.

Budući da je metal u izobilju, lako se dobiva, savitljiv i otporan, željezo se naširoko koristi za izradu opreme.

Željezo je metal koji je također prisutan u ljudskom tijelu. Odrasli čovjek ima oko 2 do 4 g željeza.

To je glavna komponenta hemoglobina u krvi, proteina odgovornog za transport kisika iz pluća u druge dijelove tijela. To je moguće samo zato što se atom željeza lako veže na kisik i tako njegov transport provode crvene krvne stanice.

Kako je željezo važno za proizvodnju organskih molekula, rast i razvoj pojedinca, potrebno je da bude prisutno u prehrani.

Preporučeni unos željeza za odrasle varira između 10 i 15 mg i može se dobiti preko namirnice bogate mineralima kao što su grah, crveno meso, školjke, kakao prah, sjemenke bundeve i špinat.

Nedostatak željeza u tijelu uzrokuje najčešći tip anemije, a neki od glavnih simptoma su bljedilo, umor, tahikardija, glavobolja, gubitak kose i razdražljivost.

Podrijetlo i povijest željeza

Doba metala, posljednja je faza prapovijesti i predstavlja željezo kao posljednji metal tog razdoblja koji su koristili homidi, uglavnom za proizvodnju oruđa i oružja.

Željezno doba odvijalo se između 1500. pr. C-300 a. C., ali su već pronađeni metalni predmeti koji datiraju iz 3500. godine prije Krista. Ç. u Egiptu.

Kvaliteta željeza mjerena je prisutnim udjelom ugljika, jer su spojevi ovog elementa korišteni za taljenje željeza. Stoga, što je manja količina ugljika, to je veća kvaliteta željeza.

Željezo je također bilo najvažniji metal za prvu fazu industrijske revolucije.

Steknite više znanja uz sadržaje: