Железо: что это такое, свойства, использование и получение металла

О железо представляет собой переходный металл, расположенный в группе 8 Периодической таблицы, с символом Fe, атомным номером 26 и атомной массой 55,847 ед.

Его основные характеристики: блестящий металл серебристо-белого цвета, обладающий магнитными свойствами и легко ржавеющий при контакте с влажной средой.

Это самый используемый металл в мире и самый экспортируемый из Бразилии. В основном железо используется для производства стали, используемой, например, в гражданском строительстве, автомобилестроении и бытовой технике.

Железо находится в рудах в основном в виде оксидов и гидроксидов. Следовательно, коммерчески используемое железо производится путем извлечения и очистки этих материалов. Страны с крупнейшими месторождениями железной руды: Австралия, Россия, Бразилия, Китай и Индия.

Свойства железа

Температура плавления: 1538 °С.
Температура кипения: 2861 °С.
Физическое состояние при 20°C: твердое
Плотность: 7,874 г/см³
Степени окисления: +2, +3, +4, +6
Электронное распространение: [Ar]3d⁶4 с²
Природные изотопы: ⁵⁶Fe (более стабильный), ⁵⁴Вера, ⁵⁷Вера и ⁵⁸Вера

instagram story viewer

Использование и применение железа

В основном железо используется в качестве сырья для производства стали, основного металлического сплава этого элемента и куда предназначено 98% металла, извлекаемого из природы.

Сталь представляет собой металлический сплав железа с содержанием углерода от 0,5 до 1,7%, а также небольшими добавками других химических элементов.

Различные типы производимой стали имеют разные свойства, поскольку регулируется процентное содержание углерода, включаются другие элементы и проводятся специальные термообработки.

Примеры сплавов с железом:

Углеродистая сталь: сплав железа, углерода, марганца, кремния и следов других элементов;
Нержавеющая сталь: сплав железа, хрома, углерода и следов других элементов;
Чугун: сплав железа, углерода и кремния, который может содержать следы других элементов.

Первым применением железа было создание инструментов для сельского хозяйства и оружия для охоты и войны. Сегодня железо присутствует в различных бытовых материалах, таких как кухонная утварь, железобетон и балки в строительстве, транспортные средства и многое другое.

Железо до сих пор используется в качестве катализатора реакций железа. Одним из наиболее производимых химических веществ является аммиак, важное сырье для производства удобрений.

Сочетание газообразных водорода и азота в условиях высоких температур и давлений при синтезе Haber-Bosch для производства аммиака становится эффективным с добавлением железа в качестве катализатора для ускорения процесса. реакция.

Появление железа

Железо (Fe) является четвертым по распространенности элементом в природе после кислорода, кремния и алюминия. Он составляет 5% земной коры и редко встречается в природе в свободном виде.

Наиболее эксплуатируемыми и наиболее экономически важными металлическими рудами являются:

Гематит (Fe₂О₃)
Магнетит (Fe₃О₄)
Таконит (Fe₃О₃)
Гетит (Fe₂О3.Х₂О)
Лимонит (2Fe₂О₃.3ч₂О)

Хотя считается, что существует более 300 руд с этим элементом в составе, руды с достаточным количеством железа для переработки находятся в форме оксидов ( O_Икс). Другие железные руды образованы сульфатами, силикатами и карбонатами.

Бразилия является вторым по величине производителем железа в мире после Австралии, и руда этого металла больше всего экспортируется из Бразилии, на нее приходится около 68% экспорта страны.

Районы с наибольшей добычей руды на территории Бразилии расположены в:

Железный четырехугольник (Минас-Жерайс)
Портейринья (Минас-Жерайс)
Минеральная провинция Карахас (Пара)
Регион Корумба (Мату-Гросу-ду-Сул)

В то время как в самом внешнем слое Земли железо является вторым по распространенности металлом, в ядре планеты это элемент имеет самый высокий процент в своем составе, так как структура сформирована из сплава железа и никель.

Поэтому, если рассматривать планету в целом, железо составляет примерно 30% химического состава Земли.

Важность железа

Железо является универсальным и важным химическим элементом для химических, физических и биологических процессов.

Поскольку это распространенный металл, его легко получить, он ковкий и стойкий, железо широко используется для изготовления оборудования.

Железо — это металл, который также присутствует в организме человека. У взрослого человека от 2 до 4 г железа.

Это основной компонент гемоглобина в крови, белок, ответственный за транспортировку кислорода из легких в другие части тела. Это возможно только потому, что атом железа легко связывается с кислородом и таким образом его транспорт осуществляется красными кровяными тельцами.

Поскольку железо важно для производства органических молекул, роста и развития человека, необходимо, чтобы оно присутствовало в рационе.

Рекомендуемое потребление железа для взрослых варьируется от 10 до 15 мг и может быть получено с помощью богатые минералами продукты, такие как бобы, красное мясо, моллюски, какао-порошок, тыквенные семечки и шпинат.

Дефицит железа в организме вызывает наиболее распространенный тип анемии, и некоторые из основных симптомов — бледность, утомляемость, тахикардия, головная боль, выпадение волос и раздражительность.

Происхождение и история железа

Эпоха металлов является последней фазой предыстории и представляет железо как последний металл того периода, который использовался хомидами в основном для производства инструментов и оружия.

Железный век имел место между 1500 г. до н.э. С-300 а. э., но уже найдены металлические предметы, датируемые 3500 г. до н.э. Ç. в Египте.

Качество железа измерялось содержанием присутствующего углерода, так как соединения этого элемента использовались для выплавки железа. Следовательно, чем меньше количество углерода, тем выше качество железа.

Железо также было самым важным металлом на первом этапе промышленной революции.

Получите больше знаний с содержанием: