Гвожђе: шта је, својства, употреба и добијање метала

О гвожђе је прелазни метал који се налази у групи 8 периодног система, са симболом Фе, атомским бројем 26 и атомском масом 55,847 у.

Његове главне карактеристике су: сјајан метал, сребрнобелог изгледа, са магнетним својствима и који лако рђа у контакту са влажним срединама.

То је најкоришћенији метал на свету и највише се извози из Бразила. Главна употреба гвожђа је за производњу челика, који се користи, на пример, у грађевинарству, производњи аутомобила и кућним апаратима.

Гвожђе се у рудама налази углавном у облику оксида и хидроксида. Стога се комерцијално коришћено гвожђе прави екстракцијом и пречишћавањем ових материјала. Земље са највећим налазиштима гвоздене руде су: Аустралија, Русија, Бразил, Кина и Индија.

Својства гвожђа

Тачка топљења: 1,538 °Ц
Тачка кључања: 2,861 °Ц
Физичко стање на 20°Ц: чврсто
Густина: 7,874 г/цм³
Стања оксидације: +2, +3, +4, +6
Електронска дистрибуција: [Ар]3д⁶4с²
Природни изотопи: ⁵⁶Фе (стабилнији), ⁵⁴вера, ⁵⁷Вера и ⁵⁸Фаитх

Употреба и примена гвожђа

Главна употреба гвожђа је као сировина за производњу челика, главне металне легуре овог елемента и где је намењено 98% метала екстрахованог из природе.

instagram story viewer

Челик је метална легура гвожђа, количине угљеника се крећу од 0,5 до 1,7%, поред додатака малих количина других хемијских елемената.

Различите врсте произведеног челика имају различите особине јер је регулисан проценат угљеника, укључени су и други елементи и спроводе се специфичне термичке обраде.

Примери легура са гвожђем:

Угљенични челик: легура гвожђа, угљеника, мангана, силицијума и трагова других елемената;
Нерђајући челик: легура гвожђа, хрома, угљеника и трагова других елемената;
Ливено гвожђе: легура гвожђа, угљеника и силицијума и може садржати трагове других елемената.

Прве употребе гвожђа биле су стварање оруђа за пољопривреду и оружја за лов и рат. Данас је гвожђе присутно у различитим свакодневним материјалима, као што су кухињски прибор, армирани бетон и греде у грађевинарству, транспортна средства и још много тога.

Гвожђе се још увек користи као катализатор реакција гвожђа. Једна од најчешће произведених хемијских супстанци је амонијак, важна сировина за производњу ђубрива.

Комбинација гасова водоника и азота под условима високе температуре и притиска у синтези Хабер-Босцх за производњу амонијака постаје ефикасан са додатком гвожђа као катализатора за убрзање реакција.

Појава гвожђа

Гвожђе (Фе) је четврти најзаступљенији елемент у природи, после кисеоника, силицијума и алуминијума. Чини 5% земљине коре и ретко се налази слободно у природи.

Најексплоатисаније и економски најзначајније руде метала су:

Хематит (Фе₂О₃)
Магнетит (Фе₃О₄)
Таконит (Фе₃О₃)
Гетит (Фе₂О3.Х₂О)
Лимонит (2Фе₂О₃.3Х₂О)

Иако се процењује да има више од 300 руда са овим елементом у саставу, оне са довољно гвожђа за прераду су у облику оксида (О_Икс). Остале жељезне руде се формирају од сулфата, силиката и карбоната.

Бразил је други највећи светски произвођач гвожђа у свету, после Аустралије, а руда овог метала се највише извози из Бразила, са око 68 одсто извоза земље.

Региони са највећом експлоатацијом руде на бразилској територији налазе се у:

Гвоздени четвороугао (Минас Жераис)
Портеиринха (Минас Жераис)
Минерална провинција Карахас (Пара)
Регија Цорумба (Мато Гроссо до Сул)

Док је у најудаљенијем слоју Земље гвожђе други најзаступљенији метал, у језгру планете овај елемент има највећи проценат у свом саставу, пошто је структура формирана од легуре гвожђа и никла.

Дакле, ако посматрамо планету као целину, гвожђе представља приближно 30% хемијског састава Земље.

Важност гвожђа

Гвожђе је свестран и важан хемијски елемент за хемијске, физичке и биолошке процесе.

Пошто је метал у изобиљу, лако се добија, савитљив и отпоран, гвожђе се широко користи за израду опреме.

Гвожђе је метал који је такође присутан у људском телу. Одрасли човек има око 2 до 4 г гвожђа.

То је главна компонента хемоглобина у крви, протеина одговорног за транспорт кисеоника из плућа у друге делове тела. Ово је могуће само зато што се атом гвожђа лако везује за кисеоник и тако његов транспорт обављају црвена крвна зрнца.

Како је гвожђе важно за производњу органских молекула, раст и развој појединца, неопходно је да буде присутно у исхрани.

Препоручени унос гвожђа за одрасле варира између 10 и 15 мг и може се добити преко намирнице богате минералима као што су пасуљ, црвено месо, шкољке, какао прах, семе бундеве и спанаћ.

Недостатак гвожђа у организму узрокује најчешћи тип анемије, а неки од главних симптома су бледило, умор, тахикардија, главобоља, губитак косе и раздражљивост.

Порекло и историја гвожђа

Доба метала је последња фаза праисторије и представља гвожђе као последњи метал тог периода који су хомиди користили, углавном за производњу оруђа и оружја.

Гвоздено доба се одвија између 1500. године пре нове ере. Ц-300 а. Ц., али су већ пронађени метални предмети који датирају из 3500. године пре нове ере. Ц. у Египту.

Квалитет гвожђа је мерен присутним садржајем угљеника, јер су једињења овог елемента коришћена за топљење гвожђа. Дакле, што је мања количина угљеника, то је већи квалитет гвожђа.

Гвожђе је такође било најважнији метал за прву фазу индустријске револуције.

Стекните више знања уз садржај: