Желязо

Ferrum

Желязото е химичен елемент, метал с атомен номер 26 и символ Fe в Периодична система на елементите на Менделеев.Атомната маса на желязото е 55,847 g/mol. Намира се в 8Б група, 4-ти период. Атомната ми маса е 55,845 u .Агрегатното състояние е твърдо.Плътността е 7874 kg/m³ .Температурата на топене е 1808 K (1535 °C) , а на кипене е 3023 K (2750 °C) .Моларния обем е 7,09×10-6 m³/mol .

Сребристо-сив метал

Желязото е известно на хората от древни времена.Археологическите разкопки намират изделия от желязо, датирани около 4 хилядолетие пр.н.е. и се отнасят към древноегипетската и шумерската цивилизации. В тях се е използвало метеоритно желязо, по-точно сплав от желязо и никел, от която се състоят метеоритите. Между 2 хилядолетие пр.н.е. и 3 хилядолетие пр.н.е. в Месопотамия и древен Египет се появяват първите предмети, направени от топено желязо (определя се по отсъствието на никел в състава му). В периода между XII и X век пр. н. е. в Близкия Изток станала рязка промяна в производството на инструменти и оръжия — от използването на бронз към желязо. Този исторически период някои автори наричат „Железен век“.

Железото е един от най-разпространените в земната

кора елементи (5%).В природата то основно се среща

във вид на оксиди (окиси).Понякога се среща и самородно желязо, най-често като сплав с

никел, което вероятно има метеоритен произход. Счита се, че земното ядро също се състои

от желязо и никел.

Има няколко версии за произхода на славянската дума „желязо“.Една от тези версии свързва тази дума със санкритската „жалжа“, която

означава „метал, руда“. Другата версия свързва с гръцката дума „χαλχοσ“, която означава желязо, мед.

Европейските „iron“ (англ.), „Eisen“ (нем.) произлизат от санскритската „исира“ — твърд, силен. Латинското „ferrum“ произлиза от „fars“ —

твърдост.

В промишлеността желязото се получава от желязна руда, най-често хематит (Fe2O3) и магнетит (Fe3O4).Първи етап на производство — в доменна пещ се подават рудата и въглеводороди, за да се получи чугун.Втори етап — в мартенова пещ се премахва излишният въглерод и се получава стомана или желязо.Fe2O3 + 3CO → 2Fe + CO2 — Q (получаване в горната част на пещта)FeO + C → Fe + CO + Q (получаване в долната част на пещта)Химически чисто железо се получава с помощта на електролиза от разтвори на негови соли.

Желязото е най-употребяваният метал. Желязото е едни от най-важните конструкционни материали.Използва се основно за строителни конструкции и в машиностроенето. Оксидите на желязото са важен елемент в производствата на устройства за запис на данни: касети, дискети, твърди дискове. Сулфатите на желязото в смес с меден сулфат се използват за борба с вредителите в селското стопанство.

Желязото играе важна роля в живота практически на всички организми, с изключение на някои .В организма на животните и човека желязото постъпва чрез храната (най-богати на него са черният дроб, месото, яйцата, бобови култури, хлябът, грисът, цвеклото).Потребността на човек от желязо на 1 kg тегло е: деца — 0,6 mg, възрастни — 0,1 mg и бременни — 0,3 mg желязо на денонощие. Внимание! Предозирането с желязо вреди на организма!

Желязото има сребристо-бял цвят. Той е тежък, труднотопим метал с голяма якост. Не се променя при обикновени условия на сух въздух. При по-висока температура се покрива с тънка оксидна корица, която го предпазва. При още по-висока температура изгаря:3Fe + 2O2 → Fe3O4В среда с влажен въздух желязото бързо окидира, като се образува ръжда. Тя представлява хидратирани железни оксиди:Fe2O3.xH2O и няма защитен ефект, защото слоят не е плътен, а се рони.

При висока температура желязото взаимодейства с неметали:2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

С метали и въглерод желязото образува сплави. Желязото лесно се разтваря в минерални киселини:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑Концентрираните азотна киселина (HNO3) и сярна киселина (H2SO4) пасивират

повърхността на желязото. То реагира само с концентрирани разтвори на алкални основи при висока температура, като се получава комплексно

съединение:Fe + 4NaOH + 2H2O → Na4(Fe(OH)6) + H2

Желязото взаимодейства с вода при нагряване:3Fe + 4HOH → Fe3O4 + 4H2↑ — при температура 500 oC

Fe + HOH → FeO + H2↑ — при температура по — висока от 570 oCДижелезният тетраоксид (Fe3O4) е смесен оксид — FeO.Fe2O3

Взаимодейства и с разтвори на някой соли, които са съставени от метал, който се намира след желязото в реда на относителната активност:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu