Železo: kaj je, lastnosti, uporaba in pridobivanje kovine

O železo je prehodna kovina, ki se nahaja v skupini 8 periodnega sistema, s simbolom Fe, atomsko številko 26 in atomsko maso 55,847 u.

Njegove glavne značilnosti so: sijoča kovina, srebrno belega videza, z magnetnimi lastnostmi in ki zlahka rjavi v stiku z vlažnim okoljem.

Je najbolj uporabljena kovina na svetu in največ izvožena iz Brazilije. Glavna uporaba železa je za proizvodnjo jekla, ki se uporablja na primer v civilni gradnji, proizvodnji avtomobilov in gospodinjskih aparatih.

Železo se v rudah nahaja predvsem v obliki oksidov in hidroksidov. Zato komercialno uporabljeno železo nastane iz ekstrakcije in čiščenja teh materialov. Države z največjimi nahajališči železove rude so: Avstralija, Rusija, Brazilija, Kitajska in Indija.

Lastnosti železa

Tališče: 1.538 °C
Vrelišče: 2.861 °C
Agregatno stanje pri 20°C: trdno
Gostota: 7,874 g/cm³
Oksidacijske stopnje: +2, +3, +4, +6
Elektronska distribucija: [Ar]3d⁶4s²
Naravni izotopi: ⁵⁶Fe (bolj stabilen), ⁵⁴vera, ⁵⁷Vera in ⁵⁸vera

Uporaba in uporaba železa

instagram story viewer

Glavna uporaba železa je kot surovina za proizvodnjo jekla, glavne kovinske zlitine tega elementa in kamor je namenjenih 98 % kovine, pridobljene iz narave.

Jeklo je kovinska zlitina železa, količine ogljika se gibljejo od 0,5 do 1,7%, poleg dodajanja majhnih količin drugih kemičnih elementov.

Različne vrste proizvedenega jekla imajo različne lastnosti, saj je odstotek ogljika reguliran, vključeni so drugi elementi in se izvajajo posebne toplotne obdelave.

Primeri zlitin z železom:

Ogljikovo jeklo: zlitina železa, ogljika, mangana, silicija in sledi drugih elementov;
Nerjaveče jeklo: zlitina železa, kroma, ogljika in sledi drugih elementov;
Lito železo: zlitina železa, ogljika in silicija in lahko vsebuje sledi drugih elementov.

Prva uporaba železa je bila ustvarjanje orodij za kmetijstvo in orožja za lov in vojno. Danes je železo prisotno v različnih vsakdanjih materialih, kot so kuhinjski pripomočki, armirani beton in tramovi v gradbeništvu, prevozna sredstva in še marsikaj.

Železo se še vedno uporablja kot katalizator za železove reakcije. Ena izmed najbolj proizvedenih kemičnih snovi je amoniak, pomembna surovina za proizvodnjo gnojil.

Kombinacija plinov vodika in dušika v pogojih visoke temperature in tlaka pri sintezi Haber-Bosch za proizvodnjo amoniaka postane učinkovit z dodatkom železa kot katalizatorja za pospeševanje reakcija.

Pojav železa

Železo (Fe) je četrti najbolj razširjen element v naravi, za kisikom, silicijem in aluminijem. Predstavlja 5 % zemeljske skorje in ga v naravi redko najdemo prosto.

Najbolj izkoriščane in gospodarsko najpomembnejše kovinske rude so:

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

Čeprav se ocenjuje, da je v sestavi več kot 300 rud s tem elementom, so tiste z dovolj železa za predelavo v obliki oksidov (O_x). Druge železove rude tvorijo sulfati, silikati in karbonati.

Brazilija je za Avstralijo druga največja svetovna proizvajalka železa na svetu, rudo te kovine pa največ izvažajo iz Brazilije, saj predstavlja približno 68 % izvoza države.

Regije z največjim izkoriščanjem rude na brazilskem ozemlju se nahajajo v:

železni štirikotnik (Minas Gerais)
Porteirinha (Minas Gerais)
Mineralna provinca Carajás (Pará)
Regija Corumbá (Mato Grosso do Sul)

Medtem ko je v najbolj oddaljeni plasti Zemlje železo druga najbolj razširjena kovina, je v jedru planeta ta element ima v svoji sestavi največji odstotek, saj je struktura sestavljena iz železove zlitine in nikelj.

Torej, če upoštevamo planet kot celoto, predstavlja železo približno 30 % kemične sestave Zemlje.

Pomen železa

Železo je vsestranski in pomemben kemični element za kemične, fizikalne in biološke procese.

Ker je kovina v izobilju, je enostavna za pridobitev, temprana in odporna, se železo pogosto uporablja za izdelavo opreme.

Železo je kovina, ki je prisotna tudi v človeškem telesu. Odrasel človek ima približno 2 do 4 g železa.

Je glavna sestavina hemoglobina v krvi, beljakovine, ki je odgovorna za transport kisika iz pljuč v druge dele telesa. To je mogoče le zato, ker se atom železa zlahka veže na kisik in tako njegov transport izvajajo rdeče krvne celice.

Ker je železo pomembno za proizvodnjo organskih molekul, rast in razvoj posameznika, je nujno, da je prisotno v prehrani.

Priporočeni vnos železa za odrasle se giblje med 10 in 15 mg in ga je mogoče dobiti preko živila, bogata z minerali, kot so fižol, rdeče meso, školjke, kakav v prahu, bučna semena in špinača.

Pomanjkanje železa v telesu povzroča najpogostejšo vrsto anemije, nekateri od glavnih simptomov pa so bledica, utrujenost, tahikardija, glavobol, izpadanje las in razdražljivost.

Izvor in zgodovina železa

Doba kovin je zadnja faza prazgodovine in predstavlja železo kot zadnjo kovino tega obdobja, ki so jo uporabljali homidi, predvsem za izdelavo orodja in orožja.

Železna doba je potekala med letom 1500 pr. C-300 a. C., vendar so že najdeni kovinski predmeti iz leta 3500 pr. Ç. v Egiptu.

Kakovost železa smo merili z vsebnostjo ogljika, saj so bile spojine tega elementa uporabljene za taljenje železa. Zato je manjša kot je količina ogljika, višja je kakovost železa.

Železo je bilo tudi najpomembnejša kovina za prvo fazo industrijske revolucije.

Pridobite več znanja z vsebinami: