Dzelzs: kas tas ir, īpašības, pielietojums un metāla iegūšana

O dzelzs ir pārejas metāls, kas atrodas periodiskās sistēmas 8. grupā ar simbolu Fe, atomskaitli 26 un atommasu 55,847 u.

Tās galvenās īpašības ir: spīdīgs metāls, ar sudrabaini baltu izskatu, ar magnētiskām īpašībām un viegli rūsē saskarē ar mitru vidi.

Tas ir visvairāk izmantotais metāls pasaulē un visvairāk eksportētais no Brazīlijas. Dzelzs galvenokārt tiek izmantots tērauda ražošanai, ko izmanto, piemēram, civilajā celtniecībā, automašīnu ražošanā un sadzīves tehnikā.

Dzelzs ir atrodams rūdās galvenokārt oksīdu un hidroksīdu veidā. Tāpēc komerciāli izmantots dzelzs tiek izgatavots no šo materiālu ekstrakcijas un attīrīšanas. Valstis ar lielākajām dzelzsrūdas atradnēm ir: Austrālija, Krievija, Brazīlija, Ķīna un Indija.

Dzelzs īpašības

Kušanas temperatūra: 1538 °C
Vārīšanās temperatūra: 2861 °C
Agregātstāvoklis 20°C: ciets
Blīvums: 7,874 g/cm³
Oksidācijas pakāpes: +2, +3, +4, +6
Elektroniskā izplatīšana: [Ar]3d⁶4s²
Dabiskie izotopi: ⁵⁶Fe (stabilāks), ⁵⁴Ticība, ⁵⁷Ticība un ⁵⁸Ticība

Dzelzs lietojumi un pielietojumi

instagram story viewer

Dzelzs galvenokārt tiek izmantots kā izejviela tērauda ražošanai, kas ir galvenais šī elementa metāliskais sakausējums un kur tiek paredzēti 98% no dabas iegūtā metāla.

Tērauds ir metālisks dzelzs sakausējums, kurā oglekļa daudzums svārstās no 0,5 līdz 1,7%, papildus tam ir pievienots neliels daudzums citu ķīmisko elementu.

Dažādiem ražotā tērauda veidiem ir dažādas īpašības, jo tiek regulēts oglekļa procentuālais daudzums, tiek iekļauti citi elementi un tiek veiktas īpašas termiskās apstrādes.

Sakausējumu ar dzelzi piemēri:

Oglekļa tērauds: dzelzs, oglekļa, mangāna, silīcija un citu elementu pēdu sakausējums;
Nerūsējošais tērauds: dzelzs, hroma, oglekļa un citu elementu pēdu sakausējums;
Čuguns: dzelzs, oglekļa un silīcija sakausējums un var saturēt citu elementu pēdas.

Pirmie dzelzs izmantošanas veidi bija lauksaimniecības instrumentu un medību un kara ieroču radīšana. Mūsdienās dzelzs ir sastopams dažādos ikdienas materiālos, piemēram, virtuves piederumos, dzelzsbetonā un sijās būvniecībā, transporta līdzekļos un daudz ko citu.

Dzelzs joprojām tiek izmantots kā dzelzs reakciju katalizators. Viena no visvairāk ražotajām ķīmiskajām vielām ir amonjaks, svarīga izejviela mēslošanas līdzekļu ražošanā.

Ūdeņraža un slāpekļa gāzu kombinācija augstas temperatūras un spiediena apstākļos sintēzes procesā Haber-Bosch amonjaka ražošana kļūst efektīva, pievienojot dzelzi kā katalizatoru, lai paātrinātu reakcija.

Dzelzs rašanās

Dzelzs (Fe) ir ceturtais visbiežāk sastopamais elements dabā pēc skābekļa, silīcija un alumīnija. Tas veido 5% no zemes garozas un reti sastopams brīvā dabā.

Visvairāk izmantotās un ekonomiski nozīmīgākās metālu rūdas ir:

Hematīts (Fe₂O₃)
Magnetīts (Fe₃O₄)
Takonīts (Fe₃O₃)
Gētīts (Fe₂O3.H₂O)
Limonīts (2 Fe₂O₃.3H₂O)

Lai gan tiek lēsts, ka sastāvā ir vairāk nekā 300 rūdu ar šo elementu, tās, kurās ir pietiekami daudz dzelzs pārstrādei, ir oksīdu formā (O_x). Citas dzelzsrūdas veido sulfāti, silikāti un karbonāti.

Brazīlija ir pasaulē otrā lielākā dzelzs ražotāja pasaulē pēc Austrālijas, un šī metāla rūda ir visvairāk eksportēta no Brazīlijas, veidojot aptuveni 68% no valsts eksporta.

Reģioni ar vislielāko rūdas ieguvi Brazīlijas teritorijā atrodas:

Dzelzs četrstūris (Minas Žeraiss)
Porteirinha (Minas Žeraiss)
Karajasas (Pará) minerālu province
Korumbas reģions (Mato Grosso do Sul)

Kamēr Zemes ārējā slānī dzelzs ir otrs izplatītākais metāls, planētas kodolā šis elementam ir vislielākais procentuālais sastāvs, jo struktūra ir veidota no dzelzs sakausējuma un niķelis.

Tāpēc, ja ņemam vērā planētu kopumā, dzelzs veido aptuveni 30% no Zemes ķīmiskā sastāva.

Dzelzs nozīme

Dzelzs ir daudzpusīgs un svarīgs ķīmiskais elements ķīmiskos, fizikālos un bioloģiskos procesos.

Tā kā dzelzs ir bagātīgs metāls, viegli iegūstams, kaļams un izturīgs, to plaši izmanto iekārtu ražošanā.

Dzelzs ir metāls, kas atrodas arī cilvēka organismā. Pieaugušam cilvēkam ir aptuveni 2 līdz 4 g dzelzs.

Tā ir galvenā hemoglobīna sastāvdaļa asinīs, proteīns, kas atbild par skābekļa transportēšanu no plaušām uz citām ķermeņa daļām. Tas ir iespējams tikai tāpēc, ka dzelzs atoms viegli saistās ar skābekli un tādējādi tā transportēšanu veic sarkanās asins šūnas.

Tā kā dzelzs ir svarīga organisko molekulu ražošanai, indivīda augšanai un attīstībai, tas ir nepieciešams uzturā.

Ieteicamā dzelzs uzņemšana pieaugušajiem svārstās no 10 līdz 15 mg, un to var iegūt, izmantojot ar minerālvielām bagāti pārtikas produkti, piemēram, pupiņas, sarkanā gaļa, vēžveidīgie, kakao pulveris, ķirbju sēklas un spināti.

Dzelzs deficīts organismā izraisa visizplatītāko anēmijas veidu, un daži no galvenajiem simptomiem ir bālums, nogurums, tahikardija, galvassāpes, matu izkrišana un aizkaitināmība.

Dzelzs izcelsme un vēsture

Metālu laikmets ir pēdējā aizvēstures fāze, un dzelzs ir pēdējais metāls, ko izmantoja homīdi, galvenokārt instrumentu un ieroču ražošanai.

Dzelzs laikmets notika starp 1500. gadu pirms mūsu ēras. C-300 a. C., bet jau ir atrasti metāla priekšmeti, kas datēti ar 3500. gadu pirms mūsu ēras. Ç. Ēģiptē.

Dzelzs kvalitāte tika mērīta pēc oglekļa satura, jo šī elementa savienojumi tika izmantoti dzelzs kausēšanai. Tāpēc, jo mazāks ir oglekļa daudzums, jo augstāka ir dzelzs kvalitāte.

Dzelzs bija arī vissvarīgākais metāls rūpnieciskās revolūcijas pirmajā fāzē.

Iegūstiet vairāk zināšanu par saturu: