Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Eisen

Eisen – ein bekanntes chemisches Element. Er bezieht sich auf den Durchschnitt des reaktiven Metalls. Eigenschaften und Anwendungen von Eisen werden in diesem Artikel beschrieben werden.

Die Prävalenz in der Natur

Es gibt eine ziemlich große Menge an Mineralien, das Ferrum umfasst. Zunächst einmal ist es Magnetit. Er ist zweiundsiebzig Prozent aus Eisen hergestellt ist. Seine chemische Formel – Fe ₃ O _4. Dieses Mineral auch als Magnetit bekannt. Es hat eine hellgraue Farbe, manchmal mit einem dunkelgrau bis schwarz mit einem metallischen Glanz. Seine größte Ablagerung wird im Ural in den GUS-Staaten gelegen.

Weiter Mineral mit einem hohen Eisengehalt – Hämatit – sie umfasst siebzig Prozent dieses Elements. Seine chemische Formel – Fe ₂ O _3. Es ist auch Hämatit genannt. Es hat eine Farbe von rot-braun bis rot-grau. Die größte Mine in den GUS-Staaten ist in Kriwoj Rog.

Der dritte Mineralgehalt FERRUM – Limonit. Hier Eisen shestdesyat Prozent des Gesamtgewichts. Das kristallin, das heißt , in seinem Kristallgitter gewobenen Wassermolekül, dessen chemische Formel – Fe ₂ O ₃ • H ₂ O. Wie der Name andeutet, hat dieses Mineral ein gelb-bräunliche Farbe, manchmal braun. Er ist einer der Hauptbestandteile der natürlichen Ocker und als Pigment verwendet. Es wird auch Limonit genannt. Der größte Ort des Auftretens – Krim, der Ural.

Die Siderit, die so genannte Siderit, achtundvierzig Prozent des Ferrums. Seine chemische Formel – FeCO _3. Seine Struktur ist nicht homogen und besteht aus einer anderen Farbe miteinander verbunden sind Kristalle: grau, hellgrün, grau-gelb, gelb-braun und andere.

Letzteres ist oft ein natürlich vorkommendes Mineral mit hohem Gehalt FERRUM – Pyrit. Es hat eine chemische Formel FeS _2. Eisen ist in sechsundvierzig Prozent des Gesamtgewichts. Aufgrund der Schwefelatome des Minerals hat eine goldgelbe Farbe.

Viele der untersuchten Mineralien verwendet reines Eisen zu produzieren. Darüber hinaus wird, Hämatit in der Herstellung von Schmuck aus Natursteinen eingesetzt. Pyrit-Einschlüsse in Schmuck aus Lapislazuli vorhanden sein. Darüber hinaus fanden die Natur des Eisens in der Zusammensetzung von lebenden Organismen – ist eines der wichtigsten Komponenten der Zelle ist. Dieses Spurenelement ist, den menschlichen Körper in ausreichender Menge eingeben. Medizinische Eigenschaften von Eisen sind vor allem aufgrund der Tatsache, dass dieses chemische Element die Basis des Hämoglobins ist. Daher ist die Verwendung von Ferrum gut für den Blutzustand und damit den gesamten Organismus.

Hardware: physikalische und chemische Eigenschaften

Betrachten Sie die Reihenfolge dieser beiden großen Abschnitten. Die physikalischen Eigenschaften von Eisen – ist sein Aussehen, Dichte, Schmelzpunkt, usw. Das heißt, alle Unterscheidungsmerkmale von Substanzen, die mit der Physik verbunden sind … Chemische Eigenschaften von Eisen – ist die Fähigkeit, mit anderen Verbindungen zu reagieren. Beginnen wir mit dem ersten beginnen.

Die physikalischen Eigenschaften von Eisen

In seiner reinen Form bei normalen Bedingungen ist ein Feststoff. Es hat eine silbergraue Farbe und einen ausgeprägten metallischen Glanz. Mechanische Eigenschaften umfassen Eisen Härtegrad auf der Mohs-Skala. Es ist gleich vier (Durchschnitt). Eisen hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Letztere Funktion kann durch Berühren des Eisen-Objekt in einem kalten Raum zu spüren. Da dieses Material schnell Wärme leitet, nimmt er in kurzer Zeit einen großen Teil Ihrer Haut, so fühlen Sie sich kalt. Berühren, zum Beispiel auf den Baum, soll es, dass seine Wärmeleitfähigkeit ist zu beachten, viel geringer. Die physikalischen Eigenschaften von Eisen -, dass seine Schmelz- und Siedetemperatur. Die erste ist 1539 Grad Celsius, und die zweite – 2860 Grad Celsius. Man erkennt, dass die charakteristischen Eigenschaften von Eisen geschlossen werden – gute Plastizität und Fließfähigkeit. Aber das ist nicht alles.

Auch in den physikalischen Eigenschaften von Eisen und einen Teil davon ist ferromagnetisch. Was ist das? Eisen, die magnetischen Eigenschaften, von denen wir in praktischen Beispielen jeden Tag sehen kann – das einzige Metall, das ein einzigartiges Unterscheidungsmerkmal hat. Dies liegt daran, dass das aktive Material in der Lage ist durch das Magnetfeld magnetisiert wird. Und die Beendigung der letzten Eisen, die magnetischen Eigenschaften von denen waren gerade gebildet worden ist, für eine lange Zeit selbst einen Magneten geblieben. Dieses Phänomen kann durch die Tatsache erklärt werden, dass die Struktur des vorhandenen Metalls eine Vielzahl von freien Elektronen ist, die in der Lage sind, sich zu bewegen.

In Bezug auf die Chemie

Dieses Element gilt für Metalle durchschnittliche Aktivität. Jedoch chemische Eisen sind die Eigenschaften, die typisch für alle anderen Metalle (andere als solche, die rechts von dem Wasserstoff in der elektrochemischen Reihe) sind. Es ist in der Lage viele Klassen von Substanzen zu reagieren.

Beginnen wir mit dem einfachen Start

Ferrum reagierte mit kilorodom, Stickstoff, Halogen (Jod, Brom, Chlor, Fluor), Phosphor, Kohlenstoff. Das erste, was zu berücksichtigen – die Reaktion mit oxygenic. Beim Brennen Ferrum seines Oxide gebildet werden. In Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen und den Proportionen zwischen den beiden Parteien, sie können variiert werden. Als Beispiel für solche Wechselwirkungen in der folgenden Reaktionsgleichung führen kann: 2Fe + O ₂ = 2FeO; 4Fe + 3O ₂ = 2Fe ₂ O _3; 3Fe + 2O ₂ = Fe ₃ O _4. Und Eigenschaften von Eisenoxid (sowohl physikalische als auch chemische) variiert werden, in Abhängigkeit von seiner Vielfalt. Solche Reaktionen treten bei hohen Temperaturen.

Weiter – Interaktion mit Stickstoff. Es kann auch nur unter der Bedingung der Erwärmung auftreten. Wenn wir sechs Mol nehmen Eisen pro Mol Stickstoff zwei Mol Eisennitrid erhalten. Die Reaktionsgleichung ist wie folgt: 6Fe + N ₂ = N. 2Fe ₃

Durch Umsetzung mit Phosphor-Phosphid gebildet. Für die Umsetzung solcher Komponenten notwendig: drei Ferrum Mol – pro Mol Phosphor, wird als Ergebnis von einem Mol-Phosphid gebildet. Die Gleichung kann wie folgt geschrieben werden: 3Fe + P = Fe ₃ P.

Darüber hinaus Interaktion kann auch aus elementaren Schwefel Substanzen Reaktionen isoliert werden. Somit ist es möglich, Sulfid zu erhalten. Das Prinzip, auf das der Prozess der Bildung des Stoffes, ähnlich wie die oben beschriebenen. Es besteht nämlich eine Additionsreaktion. Für alle chemischen Wechselwirkungen dieser Art erfordert besondere Bedingungen, vor allem in der hohen Temperatur, zumindest – Katalysatoren.

Es ist auch in der chemischen Industrie Reaktion zwischen Eisen und Halogen üblich. Diese Chlorierung, Bromierung, Iodierung, Fluorierung. Wie der Name schon Reaktionen, ein Verfahren der Ferrum Atome Chloratome / Brom des Verbindens / Iod / Fluorid Chlorid / Bromid / Jodid / Fluorid jeweils zu bilden. Diese Materialien sind weit verbreitet in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. Weiterhin Ferrum Lage ist, mit Silizium bei hohen Temperaturen zu verbinden. Aufgrund der Tatsache, dass die chemischen Eigenschaften von Eisen variiert werden, ist es oft in der chemischen Industrie eingesetzt.

Ferrum und komplexe Substanzen

Von der einfachen Substanzen an die Moleküle, aus denen passieren bestehen aus zwei oder mehr verschiedenen chemischen Elementen. Das erste, was zu erwähnen – Ferrum Reaktion mit Wasser. Es werden die grundlegenden Eigenschaften von Eisen gezeigt. Beim Erhitzen Wasser zusammen mit Eisen gebildet basisches Oxid (es wird so genannt , weil es ein Hydroxid bildet, mit anderen Worten , wenn sie mit dem gleichen Wasser interagieren – Base). Also, wenn wir ein Mol der beiden Komponenten gebildet werden Substanzen wie Ferrum dioxid und Wasserstoffgas mit einem scharfen Geruch – wie in Molanteilen 12.59. Die Gleichung für solche Reaktionen können wie folgt geschrieben werden: Fe + H ₂ O = FeO + H _2. In Abhängigkeit von den Proportionen, in denen die beiden Komponenten zu mischen, kann man ein zwei- oder Eisentrioxid erhalten. Beide Mittel sind sehr häufig in der chemischen Industrie, aber auch in vielen anderen Branchen eingesetzt.

Mit Säuren und Salzen

Da Ferrum von Wasserstoff in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metall Aktivität gelassen wird, es spososoben aktives Element von Verbindungen verdrängen. Ein Beispiel hierfür ist die Substitutionsreaktion, die beobachtet werden kann, wenn Eisen Säurezugabe. Zum Beispiel werden in gleicher Molanteile von Eisen und gemischt , wenn sulfatsäure (auch bekannt als Schwefelsäure) durchschnittlicher Konzentration als Ergebnis erhalten wir Eisensulfat (II) und Wasserstoff in gleicher Molanteile. Die Gleichung für eine solche Reaktion würde wie folgt aussehen: Fe + H ₂ SO ₄ = FeSO ₄ + H _2.

Während der Interaktion mit den Salzen von Eisen manifestierte Eigenschaften zu reduzieren. Das heißt, es kann unter Verwendung von weniger aktiven Metallsalzen unterscheiden. Zum Beispiel, wenn man ein Mol nehmen Kupfersulfat und derselben Ferrum, können wir Eisensulfat (II) und reines Kupfer in gleiche Molanteile erhalten.

Der Wert für den Organismus

Eines der am häufigsten in der Erdkruste von chemischen Elementen – Eisen. Eigenschaften der Materie haben wir bereits in Betracht gezogen, und jetzt kommen wir , um es von einem biologischen Standpunkt aus. Ferrum hat eine sehr wichtige Funktion auf zellulärer Ebene und auf der Ebene des gesamten Organismus. Vor allem die Eisen ist die Grundlage für ein solches Protein Hämoglobin ist. Es ist notwendig, für den Sauerstofftransport durch das Blut aus der Lunge zu allen Geweben, Organen, zu jeder Zelle des Körpers, vor allem in den Neuronen des Gehirns. Daher können die positiven Eigenschaften von Eisen nicht genug betont werden.

Darüber hinaus es kroveobrazovanie wirkt, Ferrum ist auch wichtig für die normale Funktion der Schilddrüse (es erfordert das Jod nicht nur, wie manche glauben). Außerdem ist Eisen in intrazellulären Stoffwechsel beteiligt sind, reguliert das Immunsystem. Insbesondere ferrum in großer Menge in Leberzellen gefunden, da es schädliche Substanzen zu neutralisieren hilft. Er ist auch einer der wichtigsten Bestandteile vielen Arten von Enzymen in unserem Körper. Die tägliche menschliche Ernährung sollte zehn bis zwanzig Milligramm Spurenelement enthält.

Lebensmittel reich an Eisen

Eine solche Menge. Sie fressen sowohl pflanzlichen und tierischen Ursprungs. Erstens – das ist Getreide, Hülsenfrüchte, Getreide (vor allem Buchweizen), Äpfel, Pilze (weiß), getrocknete Früchte, Hagebutte, Birnen, Pfirsiche, Avocados, Kürbis, Mandeln, Feigen, Tomaten, Brokkoli, Kohl, Heidelbeeren, Brombeeren, Sellerie usw. . Zweitens – Leber, Fleisch. Die Verwendung eines hohen Produkteisengehalt ist besonders wichtig, während der Schwangerschaft, während der Körper des gebildeten Fötus eine große Menge der Mikronährstoff für das Wachstum und Entwicklung erfordert.

Anzeichen für einen Mangel an Eisen im Körper

Symptome von zu wenig Menge von Ferrum in dem Körper sind Müdigkeit, ständige Gefrieren Hände und Füße, Depression, brüchige Haare und Nägel, geistige Aktivität Reduktion, Verdauungsstörungen, geringe Leistung, Funktionsstörungen der Schilddrüse. Wenn Sie einige dieser Symptome bemerken, ist es notwendig, die Anzahl der Produkte, die Eisen in der Ernährung oder kaufen Vitamine oder Nahrungsergänzungsmittel mit Ferrum zu erhöhen. Auch sollten Sie Ihren Arzt konsultieren, wenn eines dieser Symptome, die Sie zu schlecht fühlen.

Mit Ferrum Industry

Anwendung und Eigenschaften von Eisen sind eng miteinander verbunden. Aufgrund seiner ferromagnetischen, ist es für die Herstellung von Magneten verwendet – sowohl schwächere für den häuslichen Gebrauch (souvenir Magneten auf Kühlschrank, etc …) und leistungsstärker – für industrielle Zwecke. Aufgrund der Tatsache, dass die als Metall eine hohe Festigkeit und Härte, mit der Antike für Waffen, Rüstungen und anderen militärischen und nationalen Instrumente verwendet. By the way, im alten Ägypten hat es Meteo mit Eigenschaften besser als die eines herkömmlichen Metall bekannt. Auch ein spezielles Eisen wurde im alten Rom verwendet. Von ihm produzierte eine Elite-Waffe. Schild oder ein Schwert aus meteoric Metall, kann nur einen sehr reichen und vornehmen Mann hat.

Im allgemeinen wird das Metall, die wir in diesem Artikel betrachten, ist das vielseitigste aller Substanzen, die von der Gruppe verwendet. Zunächst einmal machte er Stahl und Gusseisen, die in der Industrie und im Alltag benötigt für die Herstellung verschiedener Produkte verwendet werden.

Eisen und Kohlenstoff-Legierungsgusseisen genannt, wobei die zweite Gegenwart von 1,7 bis 4,5 Prozent. Wenn die zweite weniger als 1,7 Prozent, dann ist diese Art der Legierung, wie Stahl bekannt. Wenn Kohlenstoff in der Zusammensetzung von etwa 0,02 Prozent vorliegt, dann ist es ein gewöhnlicher kommerzieller Eisen. Das Vorhandensein von Kohlenstoff in der Legierung eine höhere Festigkeit zu verleihen, erforderlich, die thermische Stabilität, Beständigkeit gegen Rosten.

Ferner kann in dem Stahl viele andere Elemente als Verunreinigungen enthalten. Dieses Mangan und Phosphor und Silizium. Auch bei dieser Art von Legierung bestimmte Eigenschaften zu verleihen, kann Chrom, Nickel, Molybdän, Wolfram, und viele anderen chemischen Elemente hinzugefügt werden. Stahlarten, in denen eine große Menge an Kieselsäure (etwa vier Prozent) als Transformator verwendet. Diejenigen, die in der Zusammensetzung von denen eine Menge Mangan (bis zu zwölf oder vierzehn Prozent) findet Anwendung bei der Herstellung von Teilen von Eisenbahn, Mühlen, Schleifmaschinen und anderen Werkzeugen, Teile davon unterliegen einem schnellen Abrieb.

Molybdän wird in die Legierungszusammensetzung eingeführt wird, um es thermisch stabile – wie der Stahl in dem Werkzeug verwendet wird. Darüber hinaus sind alle die bekannten zu erhalten, und die üblicherweise in Haushalten in der Form von Messern und anderen Haushalts Werkzeugen rostfreien Stählen in der Chrom-Legierung, Nickel und Titan zugesetzt werden müssen verwendet. Und um schlagfest, hohe Festigkeit, Duktilität zu erhalten, ist es ausreichend, Vanadium hinzuzufügen. Wenn in das Niob eindringt, kann einen hohen Widerstand gegen Korrosion und chemisch aggressive Substanzen erreichen.

Mineral Magnetit, die zuvor in diesem Artikel erwähnt wurde, müssen Sie Festplatten, Speicherkarten und andere Geräte dieser Art herzustellen. Aufgrund der magnetischen Eigenschaften von Eisen kann in der Vorrichtung von Transformatoren, Motoren und anderen elektronischen Produkten. Zusätzlich Ferrum anderen Metalllegierungen hinzufügen können höhere Festigkeit und mechanische Stabilität zu verleihen. Sulfate Dieses Element wird zur Bekämpfung von Schädlingen im Gartenbau verwendet wird (zusammen mit Kupfersulfat). Eisenchloride sind unverzichtbar bei der Wasserreinigung. Ferner wird das Magnetit-Pulver in Schwarz-Weiß-Drucker verwendet. Das Hauptanwendungsverfahren von Pyrit – Ableiten Schwefelsäure. Dieser Prozess findet im Labor in drei Stufen. Im ersten Schritt Pyrit verbrannt Ferrum Eisenoxyd und Schwefeldioxid zu geben. Der zweite Schritt ist die Umwandlung von Schwefeldioxid in seinem Trioxid, unter Beteiligung von Sauerstoff. Und die letzte Stufe das resultierende Material wird durch den übergebene Wasserdampf in Gegenwart von Katalysatoren, und dadurch Schwefelsäure zu ergeben.

Erste Eisen

Grundsätzlich aktive Metall aus seinen zwei Hauptmineralien extrahiert: Magnetit und Hämatit. Tun Sie dies mit einer Reduktion von Eisen aus seinen Kohlenstoffverbindungen in Form von Koks. Dies wird in einem Hochofen durchgeführt, bei dem die Temperatur erreicht zweitausend Grad Celsius. Darüber hinaus ist es eine Möglichkeit, Ferrum Wasserstoff wiederherzustellen. Zu diesem Zweck eines Hochofens der Anwesenheit optional. Zur Implementierung dieses Verfahren einen besonderen Ton nimmt, wird es mit dem zerkleinerten Erzes vermischt und mit Wasserstoff in dem Schachtofen behandelt.

Abschluss

Die Eigenschaften und Anwendungen von Eisen variieren. Dies ist vielleicht das wichtigste in unserem Leben Metall. Wurde dem Menschen bekannt ist, nahm er den Platz von Bronze, die zu dieser Zeit das wichtigste Material für die Herstellung von Werkzeugen war, und Waffen. Stahl und Eisen in vielerlei Hinsicht überlegen die Legierung aus Kupfer und Zinn in Bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften, Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung.

Darüber hinaus Eisen auf unserem Planeten sind häufiger als viele andere Metalle. Massenanteil in der Erdkruste ist fast fünf Prozent. Es ist das vierthäufigste chemische Element in der Natur. Auch dieses chemische Element ist sehr wichtig für das normale Funktionieren des Körpers von Tieren und Pflanzen, vor allem, weil es auf dem integrierte Hämoglobin basiert. Eisen ist ein essentielles Spurenelement, deren Verwendung für die Gesundheit und die normalen Funktionieren Organe wichtig ist. Neben den oben genannten, ist es das einzige Metall, das einzigartige magnetische Eigenschaften aufweist. Ohne Ferrum ist unmöglich, unser Leben vorzustellen.