De kemiska och fysikaliska egenskaperna hos järn

Iron - ett välkänt grundämne.Det hör till medel reaktiva metaller.Egenskaper och tillämpning av järn kommer att diskuteras i den här artikeln.

förekomst i naturen

Det är en ganska stor mängd mineraler, bland annat Ferrum.Först av allt, är det magnetit.Han är 70-två procent utgörs av järn.Dess kemiska formel - Fe3O4.Detta mineral kallas också magnetit.Den har en ljusgrå färg, ibland med en mörkgrå till svart, med metallglans.Hans största fältet i CIS är i Ural.

följande mineral med hög järnhalt - hematit - han är sjuttio procent av objektet.Dess kemiska formel - Fe2O3.Det kallas också hematit.Den har en färg från rödbrun till röd-grå.Den största gruvan i CIS är i Krivoy Rog.

tredje Ferrum mineralhalt - en citron.Här järn shestdesyat procent av den totala vikten.Denna kristallina, dvs i sitt kristallgitter vävda vattenmolekyl, dess kemiska formel - Fe2O3 • H2O.Som namnet antyder, har detta mineral en gul-brunaktig färg, ibland brun.Han är en av de viktigaste komponenterna i naturliga ockra och används som ett pigment.Det kallas också limonit.Den största platsen för händelsen - Krim, Ural.

i siderit, den så kallade siderit, fyrtioåtta procent av Ferrum.Dess kemiska formel - FeCO3.Dess struktur är heterogen och består av kristaller sammanbundna i olika färger: grå, ljusgrön, grå-gul, brun-gul, och andra

senare är ofta ett naturligt förekommande mineral med hög halt av Ferrum - pyrit..Den har en kemisk formel FeS2.Järn är fyrtiosex procent av den totala vikten.På grund av de svavelatomer av mineralet har en gyllengul färg.

Många av de undersökta mineraler som används för att producera rent järn.Dessutom är hematit som används vid tillverkning av smycken från naturliga stenar.Pyrit inneslutningar kan vara i smycken från lapis lazuli.Dessutom fann naturen av järn i kompositionen enligt levande organismer - det är en av de viktigaste komponenterna i cellen.Detta spårämne skall intas i tillräckliga mängder.Medicinska egenskaper av järn är till stor del beror på det faktum att detta grundämne är grunden för hemoglobin.Därför är användningen av Ferrum bra för tillståndet i blodet, och följaktligen hela kroppen.

Hårdvara: fysikaliska och kemiska egenskaper

Betrakta ordningen av dessa två stora delar.Fysikaliska egenskaper av järn - är dess utseende, densitet, smältpunkt och så vidare D. Det är alla de utmärkande dragen hos de ämnen som är förknippade med fysik..Kemiska egenskaperna hos järn - är dess förmåga att reagera med andra föreningar.Låt oss börja med den första.

fysikaliska egenskaperna hos järn

i sin rena form, det är fast vid normala förhållanden.Den har en silvergrå färg och en uttalad metallglans.Mekaniska egenskaper innefattar järnnivå hårdhet på Mohs skala.Den är lika med fyra (medeltal).Järn har god elektrisk och termisk ledningsförmåga.Den senare funktionen kan kännas genom att vidröra järn objekt i ett kallt rum.Eftersom detta material leder värme snabbt på kort tid tar det en stor del av din hud, och så att du fryser.Beröring, till exempel för att träet, kan det noteras att dess värmeledningsförmåga är mycket lägre.Fysikaliska egenskaper av järn - att dess smältpunkt och kokpunkt.Den första är 1539 grader Celsius, den andra - 2860 grader Celsius.Man kan dra slutsatsen att de karakteristiska egenskaperna hos järn - god formbarhet och smidighet.Men det är inte allt.

inkluderar också de fysikaliska egenskaperna hos järn och ferromagnetiskt.Vad är det?Järn, magnetiska egenskaper som vi kan se de praktiska exempel varje dag - den enda metall som har en unik kännetecken.Detta beror på att det aktiva materialet är i stånd att magnetiseras av magnetfältet.Och avslutningen av de sista järn magnetiska egenskaper som just har bildats, under en lång tid i sig är en magnet.Detta fenomen kan förklaras av det faktum att strukturen av metallen har en hel del fria elektroner som kan röra sig.

gäller kemi

Posten avser den genomsnittliga aktiviteten av metaller.Men kemiska egenskaperna av järn är typiska för alla andra metaller (förutom de som är till höger om väte i den elektrokemiska serien).Det är möjligt att svara på många klasser av ämnen.

börja med en enkel

Ferrum samverkar med kilorodom, kväve, halogener (jod, brom, klor, fluor), fosfor, kol.Det första du bör tänka på - reaktionen med syrehaltig.Förbränning av Ferrum bildade dess oxider.Beroende på reaktionsbetingelserna och proportionerna mellan de två delarna kan varieras.Som ett exempel på denna typ av interaktion kan orsaka följande reaktionsekvationer: 2Fe + O2 = 2FeO;4Fe + 3O2 = 2Fe2O3;3fe + 2O2 = Fe3O4.Och egenskaperna hos järnoxid (både fysiska och kemiska) kan varieras, beroende på dess sort.Sådana reaktioner uppträder vid höga temperaturer.

Nästa - interaktion med kväve.Det kan även hända om endast uppvärmning.Om du tar sex mol järn per mol kväve, får vi två mol järnnitrid.Ekvationen för reaktionen är enligt följande: 6Fe + N2 = 2Fe3N.

I samband med fosfor bildas fosfid.Till reaktionskomponenterna som krävs är: Ferrum tre mol - per mol fosfor, är formad som ett resultat av en mol fosfid.Ekvationen kan skrivas på följande sätt: 3fe + P = Fe3P.

dessutom bland reaktionerna från enkla ämnen kan också markera interaktionen med svavel.Det är således möjligt att erhålla en sulfid.Den princip på vilken processen för bildandet av ämnet är liknande de som beskrivits ovan.Nämligen, det finns en reaktions anslutningen.För alla kemiska interaktioner av det här slaget måste vi särskilda villkor, främst i de höga temperaturerna, åtminstone - katalysatorer.

också vanliga i kemisk reaktion mellan järn och halogener.Denna klorering, brome, jodering, fluorering.Som namnet själv reaktioner, till processen för anslutning till atomer kloratomer Ferrum / brom / jod / fluorid bildar klorid / bromid / jodid / fluorid, respektive.Dessa material används i stor utsträckning inom olika industrier.Vidare ferrum kunna kommunicera med kisel vid höga temperaturer.Beroende på det faktum att de kemiska egenskaperna för järn varierar, är det ofta används inom den kemiska industrin.

Ferrum och komplexa ämnen

Från enkel sak att flytta molekyler som består av två eller flera olika grundämnen.Det första sak att nämna - Ferrum reaktion med vatten.Det visas de grundläggande egenskaperna hos järn.När vattnet värms med järn bildar grund oxid (det kallas så eftersom interaktionen med samma vatten bildar hydroxid, med andra ord - bas).Så, om vi tar ett mol av de båda komponenter som bildar ämnen såsom ferrum dioxid och vätgas med en stickande lukt - som i det molära förhållandet av 1 till 1.Ekvationen för denna typ av reaktion kan skrivas på följande sätt: Fe + H2O = FeO + H2.Beroende på de proportioner i vilka de två komponenterna blandas kan erhållas di- eller järn trioxid.Båda dessa substanser är mycket vanliga inom den kemiska industrin, och används också i många andra branscher.

med syror och salter

Eftersom Ferrum är kvar av väte i en elektrokemisk aktivitet hos ett antal metaller, spososoben han förskjuta elementet av föreningarna.Ett exempel på detta är den substitutionsreaktion, som kan observeras vid tillsats järn i syra.Om exempelvis blandas i lika molära proportioner av järn och sulfat-syra (känd svavelsyra) betyder koncentration, varigenom järnsulfat (II) och väte i lika molära proportioner.Ekvationen för denna reaktion kommer att se ut på följande sätt: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2.

Vid samarbete med salter förefaller regenerativa egenskaper av järn.Det vill säga, det kan isoleras genom användning mindre av den aktiva metallsalt.Till exempel, om vi tar ett mol kopparsulfat och samma Ferrum, kan vi erhålla järnsulfat (II) och ren koppar i lika molära proportioner.

värde för kroppen

En av de vanligaste i jordskorpan av grundämnen - järn.Materiens egenskaper har vi redan diskuterat, och nu kommer vi till det ur biologisk synvinkel.Ferrum har en mycket viktig funktion på cellnivå och på nivån för hela organismen.Främst järnet är grunden för ett sådant protein är hemoglobin.Det är nödvändigt för transport syre blod från lungorna till alla vävnader, organ, varje cell i kroppen, främst i hjärnans nervceller.Därför kan de användbara egenskaper av järn inte överskattas.

Dessutom påverkar kroveobrazovanie är Ferrum också viktigt för den normala funktionen av sköldkörteln (detta kräver inte bara jod, som vissa tror).Dessutom är järn involverade i intracellulär metabolism, reglerar immunförsvaret.Närmare bestämt Ferrum i stor mängd i levercellerna, eftersom det hjälper till att neutralisera de skadliga ämnen.Han är också en av de viktigaste komponenterna i många typer av enzymer i vår kropp.Den dagliga människans kost bör innehålla tio till tjugo milligram spårämne.

järnrik mat såsom

lot.De är båda vegetabiliskt och animaliskt ursprung.Först - det är spannmål, baljväxter, spannmål (särskilt bovete), äpplen, svamp (vit), torkad frukt, nypon, päron, persikor, avokado, pumpa, mandlar, fikon, tomater, broccoli, kål, blåbär, björnbär, selleri etc.. För det andra - lever, kött.Att äta mat med hög halt av järn är särskilt viktigt under graviditeten eftersom kroppen bildas fostret kräver stora mängder av detta spårämne för god tillväxt och utveckling.

Tecken på brist på kroppens järn

Symtom på för lite Ferrum in i kroppen är trötthet, konstant frysning händer och fötter, depression, sprött hår och naglar, minskad intellektuell aktivitet, matsmältningsproblem, låg prestanda, fel på sköldkörteln.Om du märker några av dessa symtom, ska du öka antalet produkter som innehåller järn i din kost eller köpa vitaminer eller kosttillskott som innehåller Ferrum.Var också noga med att rådgöra med din läkare om något av dessa symtom du känner alltför dåligt.

Använda Ferrum industrin

Ansökan och egenskaper hos järn är nära besläktade.På grund av sin ferromagnetiska, det används för tillverkning av magneter - den svagare för hemmabruk (souvenir magneter på kylskåp och m D..), Och allvarligare - för industriändamål.På grund av det faktum att metaller har hög hållfasthet och hårdhet, med sin antiken användes för vapen, rustningar och andra militära och inhemska instrument.Förresten, i det gamla Egypten var det känt meteoritic järn, vars egenskaper är överlägsna de konventionella metall.Dessutom var en speciell järn användes i det antika Rom.Från den producerade elit vapen.Skärmen eller ett svärd gjord av blixt metall, bara kan ha en mycket rik och hederlig man.

I allmänhet är metallen, som vi anser i detta dokument den mest mångsidiga av alla de ämnen som används av gruppen.Först av allt, en tillverkad stål och järn, som används för tillverkning av olika produkter som krävs både inom industrin och i vardagen.

kallas gjutjärn legering av järn och kol, varvid den andra är närvarande från 1,7 till 4,5 procent.Om andra är mindre än 1,7 procent, sådan legering stål kallas.Om kol är närvarande i kompositionen av cirka 0,02 procent, då är det en vanlig kommersiell järn.Närvaron av kol i legeringen som behövs för att förläna större styrka, termisk stabilitet, beständighet mot rost.

Dessutom kan stål innehålla många andra faktorer som föroreningar.Detta mangan och fosfor, och kisel.Även i denna typ av legering för att ge vissa egenskaper kan tillsättas krom, nickel, molybden, volfram, och många andra kemikalier.Typer av stål, i vilka det finns en stor mängd kisel (omkring fyra procent), som används som en transformator.De i vars sammansättning en hel del mangan (upp till tolv eller fjorton procent) finna sin tillämpning inom tillverknings delar av järnvägar, kvarnar, slipmaskiner och andra verktyg, delar av som är föremål för en snabb radering.

molybden införes i legeringskompositionen, för att göra den mer termiskt stabilt - såsom det stål som används i verktyget.Dessutom, för alla kända och används ofta i hushåll i form av knivar och andra hushållsverktyg rostfritt stål måste läggas till legering av krom, nickel och titan.Och för att erhålla slagtålig, hög hållfasthet, duktilitet, är det tillräckligt att lägga till vanadin.När man går in i niob kan uppnå hög beständighet mot korrosion och aggressiva kemikalier.

mineral magnetit, som tidigare i den här artikeln nämndes, måste du tillverka hårddiskar, minneskort och andra enheter av denna typ.På grund av de magnetiska egenskaperna av järn finns i anordnings transformatorer, motorer, och andra elektroniska produkter. Dessutom kan ferrum sättas till legeringarna enligt andra metaller för att göra dem mer styrka och mekanisk stabilitet.Sulfat detta element används i trädgårdsodling för bekämpning av skadedjur (tillsammans med kopparsulfat).Järnklorid är väsentligt vid rening av vatten.Vidare är magnetitpulver som används i svartvita skrivare.Den huvudsakliga metoden att använda pyrit - komma ur en svavelsyra.Denna process sker i laboratoriet i tre steg.I det första steget pyrit Ferrum förbränns för att erhålla järnoxid och svaveldioxid.Det andra steget är omvandlingen av svaveldioxid i sin trioxid, med deltagande av syre.Och det sista steget det erhållna materialet leds genom vattenånga i närvaro av katalysatorer, och därmed för att ge svavelsyra.

Få järn

extrahera huvudsakligen metallen från två av dess viktigaste mineraler: magnetit och hematit.Detta görs med hjälp järn reduktion av dess kol-föreningar i form av koks.Detta görs i en masugn där temperaturen når tvåtusen grader.Dessutom finns det ett sätt att återställa Ferrum väte.För denna eventuellt i närvaro av en masugn.För att genomföra den här metoden tar en speciell lera, är det blandas med krossade malmen och behandlad med väte i schaktugnen.

Slutsats

egenskaper och tillämpning av järn varierade.Detta är kanske det viktigaste i våra liv metall.Att bli känd för människan, tog han plats för brons, som på den tiden var det viktigaste materialet för tillverkning av verktyg och vapen.Stål och järn på många sätt överlägsna de legering av koppar och tenn i termer av deras fysikaliska egenskaper, beständighet mot mekanisk påfrestning.

Dessutom är järn på vår planet vanligare än många andra metaller.Massfraktionen i jordskorpan är cirka fem procent.Det är den fjärde vanligaste grundämne i naturen.Dessutom är mycket viktigt för den normala funktionen av kroppen av djur och växter detta grundämne, främst eftersom det bygger på en inbyggd hemoglobin.Järn är ett essentiellt spårämne, vars användning är viktigt för hälsan och normalt fungerande organ.Förutom ovanstående, är det den enda metall som har unika magnetiska egenskaper.Utan Ferrum är omöjligt att föreställa våra liv.