Загрузка...Где встречается железо в природе
Железо
ЖЕЛЕЗО, Fe (а. iron; н. Eisen; ф. fer; и. hierro), — химический элемент VIII группы периодической системы элементов Менделеева, атомный номер 26, атомная масса 55,847. Природное железо состоит из 4 стабильных изотопов: 54 Fe (5,84%), 56 Fe (91,68%), 57 Fe (2,17%) и 58 Fe (0,31%). Получены радиоактивные изотопы 52 Fe, 53 Fe, 55 Fe, 59 Fe, 60 Fe. Железо известно с доисторических времён. Впервые человек, вероятно, познакомился с метеоритным железом, т.к. древнеегипетское название железа «бени-пет» означает небесное железо. В хеттских текстах встречается упоминание о железе как о металле, упавшем с неба.
Физические свойства железа
Железо — серебристо-серый пластичный металл. Кристаллические модификации а-, g- и d-Fe открыты в 1868 Д. К. Черновым. До f 1042К кристаллическая решётка объёмно-центрированная кубическая, параметр решётки а = 0,2 86645 нм — а-Fe, между t 1173 и 1673К — гранецентрированная, а = 0,3 637 нм — g-Fe, выше f 1673К — объёмно-центрированная, а = 0,2 925 нм — d-Fe, между f 1042 и 1173К – объёмно-центрированная, а = 0,2 895 нм — d-Fe (иногда называется бета — b). Модификации g- и d-Fe парамагнитны. Физические свойства железа зависят от содержания примесей. При общем содержании примесей менее 0,01% по массе — плотность (293,15К) 7,84•10 3 кг/м 3 ; tnл1536°С, энтальпия плавления 13,77 кДж/моль; t кипения 2880°С; энтальпия испарения 350,02 кДж/моль; коэффициент теплопроводности (298К) 74,04 Вт/м К; удельное электрическое сопротивление (293 К) 9,7•10 -8 Ом/м; температурный коэффициент электрического сопротивления (273-373 К) 6,51•10 -3 К -1 , относительное удлинение 45-55%; температурный коэффициент линейного расширения (293 К) 11,7•10 -6 К -1 , твёрдость по Бринеллю 350-450 МПа; модуль Юнга 190-210•10 3 МПа; модуль сдвига 8,4•10 -3 МПа; кратковременная прочность на разрыв 170-210 МПа, предел текучести 100 МПа; ударная вязкость 300 МПа; средняя удельная теплоёмкость (273-1273 К) 640,57 Дж/кг•К, молекулярный объём 7,093•10 -6 м3/моль.
Реклама
Химические свойства железа
Степени окисления железа +2, +3, +1, +4, +6. Наиболее устойчивы соединения двух- и трёхвалентного железа. Химически чистое железо при нормальной температуре стойко к окислению на воздухе и в воде. При отсутствии влаги не реагирует заметно с кислородом, серой, бромом, хлором; во влажном воздухе окисляется, покрываясь ржавчиной FeO•nH2О. При нагревании в присутствии воды окисляется с образованием Fe3О4 (до 845К) или FeO (выше 845К) и выделением водорода. При нагревании в сухом воздухе при 473-573К покрывается тончайшей оксидной плёнкой, которая защищает металл от коррозии (технический метод защиты железа от коррозии — воронение). Реагируя при повышенных температурах и в присутствии воды с S, Р, Cl, N, Ti, образует галогениды, сульфиды, фосфиды, нитриды, титаниды железа. Хорошо растворяется в разбавленных кислотах и практически не растворяется в щелочах. При взаимодействии с концентрированными кислотами Н2SO4 и HNO3 покрывается защитной оксидной плёнкой. Склонно к образованию комплексных соединений. Закись железа FeO проявляет основные свойства, оксид Fe2О3 — амфотерен, обладает слабо выраженной кислотной функцией, реагирует с более основными окислами, образуя ферриты Fe2О3•nMeO, имеющие ферромагнитные свойства. Кислотные свойства выражены и у Fe +6 , существующего в виде ферратов, солей не выделенной в свободном состоянии железной кислоты. Водные растворы солей железа вследствие гидролиза имеют кислую реакцию. Водные растворы солей двухвалентного железа на воздухе неустойчивы, Fe 2+ окисляется до Fe 3+ . Растворимость углерода в а-Fe при комнатной температуре 2•10 -5 %, при t 1110К 0,02%; в g-F при t 1426К растворяется 2,11% углерода. Твёрдый раствор углерода в g-Fe называется аустенитом, а углерода в а-Fe — ферритом. При закалке аустенита образуется мартенсит, пересыщенный твёрдый раствор углерода. Сочетание закалки с нагревом до относительно низких температур позволяет придать стали требуемое сочетание твёрдости и пластичности.
Железо в природе
По содержанию в земной коре (4,65%) железо занимает 4-е место. Среди других породообразующих элементов имеет максимальный атмосферный вес. Железо — сидерофильный элемент. Ведущий элемент метеоритного вещества: в каменных метеоритах содержится 25, в железных — 90,85% по массе Fe. Космическая распространённость железа близка к его содержанию в фотосфере Солнца — 627 г/т. Содержание железа для Земли в целом выше, чем для земной коры (38,8%). Наиболее бедны железом верхние оболочки Земли: в атмосфере фактически не содержится железо (лишь в метеорной и земной пыли), в гидросфере — 1•10 -6 %, в почве — 3,8%, в растениях (золе) — 1,0%, в живом веществе — 1•10 -2 %. Распространённость железа в горных породах (% по массе): ультраосновные — 9,85; основные — 8,56; средние — 5,85; кислые — 2,70; щелочные — 3,60; осадочные — 3,33 (по А. П. Виноградову).
Неокисленное железо в виде теллурического (земного) или метеоритного встречается в природе редко. Известно свыше 300 минералов, содержащих железо: оксиды, сульфиды, силикаты, фосфаты, карбонаты и др. Важнейшие минералы железа: гематит Fe2О3 (70% Fe), магнетит Fe2О4 (72,4% Fe), гётит FeOOH (62,9% Fe), лепидокрокит FeO(OH) (62,9% Fe), лимонит — смесь гидрооксидов Fe с SiO2 и другими веществами (40-62% Fe), сидерит FeCO3 (48,2% Fe), ильменит FeTiO3 (36,8% Fe), шамозит (Fe 2+ Fe 3+ )3 AlSi3O10(OH)2(Fe, Mg)3•(О,OH)6 (34-42% FeO); вивианит Fe3(PO4)2•8Н2О(43,0% FeO), скородит Fe(AsO4)•2Н2О (34,6% Fe2О3), ярозит KFe3(SO4)2(OH)6 (47,9% Fe2О3) и др. Возможность отделения окисножелезных расплавов от силикатных — первопричина концентрации железа в магматическом процессе. В сульфидных магматических рудах железо — один из главных компонентов. Высокотемпературный контактово-метасоматический процесс приводит к формированию магнетитовых месторождений в скарнах. В переносе железа большая роль принадлежит хлоридным комплексам. В гидротермальном процессе повсеместно распространены сульфиды железа. В высокотемпературных гидротермальных жилах присутствуют магнетит, пирротин, халькопирит
Железо — единственный породообразующий элемент с переменной валентностью. Отношение оксидного железа к закисному устойчиво растёт с увеличением кремнекислотности расплавов. Ещё больший рост происходит в щелочных системах, где минерал, содержащий трёхвалентное железо — эгирин, (Na,Fe)Si2О6, становится породообразующим. В метаморфическом процессе железо, по-видимому, мало подвижно. Содержание железа в современных океанических осадках близко к содержаниям в древних глинистых породах и глинистых сланцах. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения смотреть в статье железные руды.
Получение железа
Чистое железо получают восстановлением из оксидов (железо пирофорное), электролизом водных растворов его солей (железо электролитическое), разложением пентакарбонила железа Fe(CO)5 при нагревании до t 250°С. Особо чистое железо (99,99%) получают с помощью зонной плавки. Технически чистое железо (около 0,16% примесей углерода, кремния, марганца, фосфора, серы и др.) выплавляют, окисляя компоненты чугуна в мартеновских сталеплавильных печах и в кислородных конверторах. Сварочное или кирпичное железо получают, окисляя примеси малоуглеродистой стали железным шлаком или путём восстановления руд твёрдым углеродом. Основную массу железа выплавляют в виде сталей (до 2% углерода) или чугунов (свыше 2% углерода).
Применение железа
Железоуглеродистые сплавы — основа конструкции материалов, применяющихся во всех отраслях промышленности. Техническое железо — материал для сердечников электромагнитов и якорей электромашин, пластин аккумуляторов. Железный порошок в больших количествах применяется при сварке. Оксиды железа — минеральные краски; ферромагнитные Fe3О4, g-Fe используются для производства магнитных материалов. Сульфат FeSO4•7Н2О применяется в текстильной промышленности, в производстве берлинской лазури, чернил; FeSO4 — коагулянт для очистки воды. Железо используется также в полиграфии, медицине (как антианемическое средство); искусственные радиоактивные изотопы железа — индикаторы при исследовании химико-технологических и биологических процессов.
Где встречается железо в природе
Железо англ. Iron, франц. Fer, нем. Eisen) — один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами. Метеоритное железо обычно легко отличить от земного, так как в нем почти всегда содержится от 5 до 30% никеля, чаще всего — 7-8%. С древнейших времен железо получали из руд, залегающих почти повсеместно. Наиболее распространенны руды гематита (Fe2O3,), бурого железняка (2Fe2O3, ЗН2О) и его разновидностей (болотная руда, сидерит, или шпатовое железо FeCO,), магнетита (Fe34) и некоторые другие. Все эти руды при нагревании с углем легко восстанавливаются при сравнительно низкой температуре начиная с 500 o С. Получаемый металл имел вид вязкой губчатой массы, которую затем обрабатывали при 700-800 o С повторной проковкой.
Этимология названий железа на древних языках довольно отчетливо отражает историю знакомства наших предков с этим металлом. Многие древние народы, несомненно, познакомились с ним, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом. Так, в древнем Египте железо имело название би-ни-пет (бенипет, коптское — бенипе), что в буквальном переводе означает небесная руда, или небесный металл. В эпоху первых династий Ур в Месопотамии железо именовали ан-бар (небесное железо). В папирусе Эберса (ранее 1500 г. до н.э.) имеются два упоминания о железе; в одном случае о нем говорится как о металле из города Кэзи (Верхний Египет), в другом — как о металле небесного изготовления (артпет). Древнегреческое название железа, так же как и северокавказское — зидо, связано с древнейшим словом, уцелевшим в латинском языке,— sidereus (звездный от Sidus — звезда, светило). На древнем и современном армянском языке железо называется еркат, что означает капнувшее (упавшее) с неба. O том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, — плуги, топоры и пр. Интересен также факт, что к моменту открытия Америки индейцы и эскимосы Северной Америки не были знакомы со способами получения железа из руд, но умели обрабатывать метеоритное железо.
В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами и небесное происхождение металлов. Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX в. Во II в. н. э. железо сопоставлялось с Меркурием и называлось меркурием, но позднее его стали сопоставлять с Марсом и называть марс (Mars), что, в частности, подчеркивало внешнее сходство красноватой окраски Марса с красными железными рудами.
Впрочем, некоторые народы не связывали название железа с небесным происхождением металла. Так, у славянских народов железо называется по "функциональному" признаку. Русское железо (южнославянское зализо, польское zelaso, литовское gelesis и т. д.) имеет корень "лез" или "рез" (от слова лезо — лезвие). Такое словообразование прямо указывает на функцию предметов, изготовлявшихся из железа, — режущих инструментов и оружия. Приставка "же", по-видимому, смягчение более древнего "зе" или "за"; она сохранилась в начальном виде у многих славянских народов (у чехов — zelezo). Старые немецкие филологи — представители теории индоевропейского, или, как они его называли, индогерманского праязыка — стремились произвести славянские названия от немецких и санскритских корней. Например, Фик сопоставляет слово железо с санскритским ghalgha (расплавленный металл, от ghal — пылать). Но вряд ли это соответствует действительности: ведь древним людям была недоступна плавка железа. С санскритским ghalgha скорее можно сопоставить греческое название меди, но не славянское слово железо. Функциональный признак в названиях железа нашел отражение и в других языках. Так, на латинском языке наряду с обычным названием стали (chalybs), происходящим от наименования племени халибов, жившего на южном побережье Черного моря, употреблялось название acies, буквально обозначающее лезвие или острие. Это, слово в точности соответствует древнегреческому , применявшемуся в том же самом смысле. Упомянем в нескольких словах о происхождении немецкого и английского названий железа. Филологи обычно принимают, что немецкое слово Eisen имеет кельтское происхождение, так же как и английское Iron. В обоих терминах отражены кельтские названия рек (Isarno, Isarkos, Eisack), которые затем трансформировались) isarn, eisarn) и превратились в Eisen. Существуют, впрочем, и другие точки зрения. Некоторые филологи производят немецкое Eisen от кельтского isara, означающего "крепкий, сильный". Существуют также теории, утверждающие, что Eisen происходит от ayas или aes (медь), а также от Eis (лед) и т.д. Староанглийское название железа (до 1150 г.) — iren; оно употреблялось наряду с isern и isen и перешло в средние века. Современное Iron вошло в употребление после 1630 г. Заметим, что в "Алхимическом лексиконе" Руланда (1612) в качестве одного из старых названий железа приведено слово Iris, означающее "радуга" и созвучное Iron.
Ставшее международным, латинское название Ferrum принято у романских народов. Оно, вероятно, связано с греколатинским fars (быть твердым), которое происходит от санскритского bhars (твердеть). Возможно сопоставление и с ferreus, означающим у древних писателей "нечувствительный, непреклонный, крепкий, твердый, тяжкий", а также с ferre (носить). Алхимики наряду с Ferrum ynoтребляли и многие другие названия, например Iris, Sarsar, Phaulec,Mineraи др.
Железные изделия из метеоритного железа найдены в захоронениях, относящихся к очень давним временам (IV — V тысячелетиях до н.э.), в Египте и Месопотамии. Однако железный век в Египте начался лишь с ХIIв. до н. э., а в других странах еще позднее. В древнерусской литературе слово железо фигурирует в древнейших памятниках (с XI в.) под названиями желъзо, железо, жельзо.
Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору
Нахождение железа в природе, его получение и свойства
Нахождение железа в природе, его получение и свойства
- Найти железо в природе, его производство и свойства Быть внутри nature. In по распространенности среди металлов железо занимает 2-е место после алюминия(I, с. 38).Состав, расположение и общие характеристики наиболее важных минералов железа представлены в таблице 72. Таблица 72.
- Наиболее важные природные соединения железа Наименование минерала, Limontite магнетит гематит пирит Fe304 (вольтметр ф203 * Фео) до 72% на условиях FCA, содержащий железа до 65% Fe2Oa, содержащих Фе Фе * lH20 до 60% Фэ2, содержащий примерно 47%содержанием Fe Южного Урала(Магнитогорск).
Курская магнитная аномалия Криворожский район (Украинская ССР) Крым (керченские месторождения) Урал В некоторых местах встречается минеральная железная руда, основным компонентом которой является углекислое железо (II) FeCO3.It также используется в производстве чугуна и стали. В состав воды многих минеральных источников входит бикарбонат Fe (HC03) 2 и другие соли железа (Железноводск).
Из курса биологии, мы уже знаем, что железо является очень важным для дикой природы. Он необходим для синтеза хлорофилла для растений и является важным компонентом гемоглобина в крови. Мы получили ваши отзывы. Вы можете взять утюг.： 1) восстановление железа из оксида Fe203 водородом при нагревании. 2) восстановление железа из оксидов Fe203 и Fe304 алюминотермическим методом(с. 83).
- 3) электролизом водного раствора соли железа (II) (стр. 84). Физические характеристики. Чистое железо-это очень пластичный металл серебристо-белого цвета. Плотность железа составляет 7,87 г / см3, температура плавления-1539°С. В отличие от многих других металлов, железо обладает магнитными свойствами. Химическое свойство.
Чистое железо в воздухе есть stable. In практика, железо с примесями используется. Такое железо подвержено коррозии(стр. 91). Приложение. Чистое железо можно быстро намагничивать и размагничивать, поэтому его используют в производстве электродвигателей, электромагнитов и микаминесцентных ламп trans-cores.
In на практике используются железные сплавы-чугун и сталь(с. 127). Я До тех пор Таблица 73.Химические свойства железа Железо реагирует При нагревании при комнатной температуре 1. Fe203 * lH20 образуется из кислорода во влажном воздухе. + H2t 3.
Использовать соль в водном растворе: содержание Fe + CuS04 FeS04 + Си Джей Фе + Си2 * + ЅО2 ^- «- Фэ2 — Ф » — ЅО2 ′+ КР Дж 0▼ » о0 я Fe + КР * * + КР 1 Дж. С кислородом: — t / 43 42 3Fe + 202 Fe2Os. Фео 2.С хлором: Г* l, 2Fe + 3Cl2 — » — 2FeCl3 3.С серой: o 9 0 0 / 4-2-2 Fe-f-s — > FeS 4.С водяным паром: 0 + 1,+ 3 4-20.3 Fc+ 4H2OOA-Fc2Os * FeO + 4H2t + 3S02t + 6H20 Fe + 4HNOAFc (N03) 3 + NOt + 2H20 Ответьте на вопрос I-4 (стр. 125).Задача 1-4 (стр. 125-126).
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно
В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре — 4,65 % (4-е место после O, Si, Al). Считается также, что железо составляет большую часть земного ядра. В мантии и земной коре железо сосредоточено главным образом в силикатах. Содержание в морской воде — 1·10?5—1·10?8 %.
Слайд 4 из презентации «Железо и его соединения» к урокам химии на тему «Железо»
Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке химии, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Железо и его соединения.pptx» можно в zip-архиве размером 1924 КБ.
Железо
«Элемент железо» — Физические свойства. Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека. Получение железа. Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами. Главные месторождения находятся в России. Из растворов солей железо вытесняет металлы. Хлорид железа. Марс. Металлическое железо.
«Урок Железо» — Исследовательская работа. Вывод по лабораторному опыту: Цель: Обнаружение ионов железа в продуктах питания. Fe(OH)2 – основные свойства, взаимодействует с кислотами. Лабораторный опыт: Перемешав, добавила 5мл дистилированной воды. Закрыла пробкой и интенсивно перемешала встряхиванием. Получение и изучение свойств гидроксидов железа (II) и (III).
«Железо и его соединения» — На практике чаще применяются сплавы железа с углеродом. В морской воде железо содержится в очень малых количествах 0,002—0,02 мг/л. Оксиды железа окрашивают воду в бурый цвет. Чугун. Геохимические свойства железа. Минералы железа. Мышьяковый колчедан (Миспикель)— FeAsS — содержит 34,3 % железа. В речной воде несколько выше — 2 мг/л.
«Свойства железа» — Соединения железа. Качественная реакция. Заполнение. Физические свойства. Третий лишний. Химические свойства железа. Реактив. Свойства железа. Генетические ряды. Формула. Лови ошибку. Степени окисления железа. Нормальное состояние атома железа. Железо в природе. Железо. Расставить коэффициенты. Положение железа в Периодической системе.
«Урок о железе» — Общедидактическая цель: Имя урока: «ЖЕЛЕЗО». ИКТ и здоровье учащихся. Освоение новых знаний по ключевым вопросам: Нахождение в природе. Охарактеризуйте Fe как химический элемент, составив предложения со словами и словосочетаниями.: Самоорганизация процесса учения. HBr. HCl. Мотивирует и стимулирует на творческую, экспериментальную деятельность.
«Железо металл» — Бурый железняк Лимонит 2 Fe2O3•3H2O. Железо. 1 – восстановитель, процесс окисления 1 – окислитель, процесс восстановления. Строение атома железа. Халькопирит с включениями кварца Приморский край. Проверь себя ! Красный железняк гематит Fe2O3. 3. Реагирует с растворами солей металла согласно электрохимическому ряду напряжений металлов.
