الخصائص الكيميائية والفيزيائية للحديد

الحديد - عنصر كيميائي المعروفة. وهو يشير إلى متوسط المعدن رد الفعل. وسوف تناقش خصائص وتطبيقات من الحديد في هذه المقالة.

انتشار في الطبيعة

هناك تماما على كمية كبيرة من المعادن، والتي تشمل FERRUM. أولا وقبل كل شيء، هو المغنتيت. انه مصنوع اثنان وسبعون في المائة من الحديد. تركيبته الكيميائية - الحديد ₃ O _4. يعرف هذا المعدن أيضا باسم أكسيد الحديد الأسود. أنه يحتوي على اللون الرمادي الفاتح، وأحيانا مع اللون الرمادي الداكن إلى الأسود مع بريق معدني. يقع أكبر إيداع له في منطقة الاورال في رابطة الدول المستقلة.

المعدنية المقبل مع محتوى الحديد عالية - الهيماتيت - أنه يضم سبعين في المئة من هذا العنصر. تركيبته الكيميائية - الحديد ₂ O _3. كما انه دعا الهيماتيت. أنه يحتوي على اللون من الأحمر والبني والأحمر والرمادي. أكبر منجم في رابطة الدول المستقلة في كريفي ريه.

المحتوى المعدني الثالث FERRUM - الليمونيت. هنا الحديد shestdesyat في المئة من الوزن الكلي. هذا البلورية، أي في الكريستال شعرية جزيء الماء المنسوجة لها، والصيغة الكيميائية - الحديد ₂ O ₃ • H ₂ O. كما يوحي الاسم، هذا المعدن له اللون الأصفر والبني والبني أحيانا. وهو واحد من المكونات الرئيسية للمغرة الطبيعي ويستخدم كأساس الصباغ. كما انه دعا الليمونيت. أكبر مكان حدوثها - شبه جزيرة القرم، الاورال.

وسيدريت، ما يسمى سيدريت، ثمان وأربعين في المئة من FERRUM. تركيبته الكيميائية - FECO _3. هيكلها هو غير متجانس ويتكون من ألوان مختلفة ترتبط معا بلورات: رمادي، شاحب الأخضر والرمادي والأصفر، الأصفر والبني وغيرها.

وهذا الأخير هو في كثير من الأحيان المعدنية التي تحدث بشكل طبيعي مع محتوى عال FERRUM - البيريت. أنه يحتوي على الصيغة الكيميائية فاس _2. الحديد في ذلك هو ستة وأربعين في المئة من الوزن الكلي. ويرجع ذلك إلى ذرات الكبريت من المعادن لديها اللون الذهبي والأصفر.

العديد من المعادن فحص المستخدمة لإنتاج الحديد النقي. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام الهيماتيت في صناعة المجوهرات من الأحجار الطبيعية. قد يكون الادراج البيريت الحالي في المجوهرات من اللازورد. وبالإضافة إلى ذلك، فإن طبيعة الحديد وجدت في تكوين الكائنات الحية - هو واحد من أهم مكونات الخلية. هذه العناصر النزرة يجب أن تدخل جسم الإنسان بكميات كافية. ومن المقرر حد كبير إلى حقيقة أن هذا العنصر الكيميائي هو أساس الهيموغلوبين الخصائص الطبية من الحديد. ولذلك، فإن استخدام FERRUM هو جيد للحالة في الدم، وبالتالي الحي كله.

الأجهزة: الفيزيائية والكيميائية الخصائص

النظر في ترتيب هذه قسمين كبيرة. الخصائص الفيزيائية للحديد - هي مظهره، والكثافة، وذوبان نقطة، الخ وهذا هو، كل السمات المميزة من المواد التي ترتبط مع الفيزياء ... الخواص الكيميائية للالحديد - هو قدرته على التفاعل مع غيرها من المركبات. دعونا نبدأ مع أول.

الخصائص الفيزيائية للحديد

في شكله النقي في الظروف العادية غير صلبة. أنه يحتوي على اللون الرمادي الفضي ولمعان معدني وضوحا. وتشمل الخواص الميكانيكية مستوى الحديد صلابة على مقياس موس. وهو يساوي أربعة (المتوسط). يوجد الحديد التوصيل الكهربائي جيدة والتوصيل الحراري. ويمكن تلمس الميزة الأخيرة عن طريق لمس وجوه الحديد في غرفة باردة. وبما أن هذه المواد يوصل الحرارة بسرعة، وقال انه في فترة قصيرة من الزمن يأخذ جزء كبير من الجلد، لذلك كنت تشعر بالبرد. لمس، على سبيل المثال، إلى شجرة، وتجدر الإشارة إلى أن التوصيل الحراري هو أقل من ذلك بكثير. الخصائص الفيزيائية للحديد - أن ذوبان وغليان درجة حرارته. الأول هو 1539 درجة مئوية، والثانية - 2860 درجة مئوية. ويمكن أن نخلص إلى أن الخصائص المميزة للحديد - اللدونة جيدة وسيولة. ولكن هذا ليس كل شيء.

أيضا في الخصائص الفيزيائية للحديد وجزء منه غير المغناطيسية. ما هو؟ الحديد، والخواص المغناطيسية التي يمكننا أن نرى في الأمثلة العملية كل يوم - المعدن الوحيد الذي لديه سمة مميزة فريدة من نوعها. وذلك لأن المادة الفعالة هي قابلة للمغنطة بواسطة الحقل المغناطيسي. وإنهاء الحديد الماضي، كان قد تم تشكيل الخصائص المغناطيسية منها، لفترة طويلة ظلت المغناطيس في حد ذاته. هذه الظاهرة يمكن تفسير حقيقة أن هيكل المعدن الحالية وافر من الإلكترونات الحرة، والتي هي قادرة على التحرك.

من ناحية الكيمياء

ينطبق هذا العنصر إلى المعادن متوسط النشاط. ومع ذلك، الحديد الكيميائية الخصائص هي نموذجية لجميع المعادن الأخرى (عدا تلك التي هي على يمين الهيدروجين في سلسلة الكهروكيميائية). أنها قادرة على الرد على فئات كثيرة من المواد.

دعونا نبدأ مع بسيطة

وكان رد فعل FERRUM مع kilorodom والنيتروجين والهالوجين (اليود والبروم والكلور والفلور) والفوسفور والكربون. أول شيء للنظر - رد فعل مع أكسيجيني. عندما حرق FERRUM تتشكل أكاسيده. تبعا لظروف التفاعل والنسب بين الطرفين، فإنها يمكن أن تكون متنوعة. وكمثال على هذه التفاعلات يمكن أن يؤدي إلى رد فعل المعادلة التالية: 2Fe + O ₂ = 2FeO. 4Fe + 3O ₂ = 2Fe ₂ O _3؛ 3Fe + 2O ₂ = الحديد ₃ O _4. وخصائص أكسيد الحديد (الفيزيائية والكيميائية على حد سواء) يمكن أن تختلف، اعتمادا على تنوعها. تحدث هذه التفاعلات في درجات حرارة عالية.

القادم - التفاعل مع النيتروجين. كما يمكن أن يحدث إلا في ظل حالة من التدفئة. وإذا أخذنا ستة جزيئات من الحديد لكل مول من النيتروجين الحصول على اثنين من مولات نيتريد الحديد. المعادلة رد فعل على النحو التالي: 6Fe + N ₂ = ₃ 2Fe N.

من خلال التفاعل مع الفوسفور يتم تشكيل فوسفيد. للتفاعل، هي تلك المكونات الضرورية: ثلاثة FERRUM الخلد - لكل مول من الفوسفور، ويتكون نتيجة لفوسفيد الخلد واحد. المعادلة يمكن كتابة على النحو التالي: 3Fe + P = الحديد ₃ P.

وعلاوة على ذلك، التفاعل ويمكن أيضا أن تكون معزولة من بين ابتدائية الكبريت المواد ردود الفعل. وبالتالي فإنه من الممكن الحصول على كبريتيد. المبدأ الذي عملية تشكيل مادة مشابهة لتلك المذكورة أعلاه. وهي، هناك رد فعل الإضافة. لجميع التفاعلات الكيميائية من هذا النوع يتطلب شروطا خاصة، لا سيما في درجة حرارة عالية، على الأقل - المحفزات.

ومن الشائع أيضا في رد فعل الصناعة الكيميائية بين الحديد والهالوجينات. هذا الكلور، البروم، اليود، الفلورة. كما الاسم نفسه ردود الفعل، وهي عملية الانضمام إلى FERRUM ذرات ذرات الكلور / البروم / اليود / فلوريد لتشكيل كلوريد / بروميد / يوديد / الفلورايد على التوالي. وتستخدم على نطاق واسع هذه المواد في مجموعة متنوعة من الصناعات. وعلاوة على ذلك، FERRUM قادرة على التواصل مع السيليكون في درجات حرارة عالية. يرجع ذلك إلى حقيقة أن الخواص الكيميائية للالحديد متنوعة، وغالبا ما يتم استخدامه في الصناعات الكيميائية.

FERRUM والمواد المعقدة

من المواد بسيطة تمر على الجزيئات التي تتكون من اثنين أو أكثر من العناصر الكيميائية المختلفة. أول شيء أن أذكر - رد فعل FERRUM بالماء. وتظهر هناك الخصائص الأساسية من الحديد. عندما الماء الساخن مع الحديد تشكيل أكسيد الأساسي (ويسمى ذلك لأنها تشكل هيدروكسيد، وبعبارة أخرى عند التعامل مع نفس المياه - قاعدة). لذلك، يتم تشكيل الخلد إذا أخذنا واحدة من كل من مكونات مواد مثل ثاني أكسيد FERRUM وغاز الهيدروجين مع رائحة نفاذة - كما هو الحال في النسب المولية 1-1. معادلة مثل هذه التفاعلات يمكن كتابة كما يلي: الحديد + H ₂ O = فيو + H _2. اعتمادا على النسب التي لخلط العنصرين، يمكن للمرء أن يحصل على ثالث أكسيد DI- أو الحديد. كل من هذه العوامل شائعة جدا في الصناعة الكيميائية، وتستخدم أيضا في العديد من الصناعات الأخرى.

مع الأحماض والأملاح

منذ تبقى FERRUM الهيدروجين في سلسلة الكهروكيميائية النشاط المعادن، فإنه spososoben تهجير العنصر النشط من المركبات. مثال على ذلك هو تفاعل استبدال التي يمكن ملاحظتها عند إضافة الحديد إلى حامض. على سبيل المثال، إذا مختلطة بنسب متساوية المولي من الحديد و حمض الكبريتات (ويعرف أيضا باسم الكبريتيك) متوسط تركيز، ونتيجة لذلك نحصل على كبريتات الحديد (II) والهيدروجين بنسب متساوية المولي. ان معادلة رد فعل كهذا تبدو هذه: الحديد + H ₂ SO ₄ = FeSO ₄ + H _2.

خلال التفاعل مع أملاح الحديد يتجلى الحد من الخصائص. وهذا هو، استخدامه يمكن تمييزها من الأملاح المعدنية أقل نشاطا. على سبيل المثال، إذا أخذنا مول واحد من كبريتات النحاس ونفس FERRUM، يمكننا الحصول على كبريتات الحديد (II) والنحاس النقي بنسب متساوية المولي.

قيمة الكائن الحي

واحدة من الاكثر شيوعا في القشرة من العناصر الكيميائية - الحديد. خواص المادة ونحن قد نظرت بالفعل، والآن نأتي إلى ذلك من جهة النظر البيولوجية. FERRUM لديه وظيفة مهمة جدا على المستوى الخلوي وعلى مستوى الكائن الحي كله. في المقام الأول على الحديد وهو أساس هذا البروتين والهيموجلوبين. ومن الضروري لنقل الأكسجين عن طريق الدم من الرئتين إلى جميع الأنسجة والأعضاء، إلى كل خلية من خلايا الجسم، وخصوصا إلى الخلايا العصبية في الدماغ. ولذلك، فإن خصائص مفيدة من الحديد لا يمكن المبالغة.

وبالإضافة إلى ذلك فإنه يؤثر على kroveobrazovanie، FERRUM المهم أيضا للسير الطبيعي للغدة الدرقية (يتطلب ليس فقط اليود، كما يعتقد البعض). أيضا، وتشارك الحديد في التمثيل الغذائي داخل الخلايا، وينظم الجهاز المناعي. تم العثور على الأخص FERRUM بكميات كبيرة في خلايا الكبد، لأنه يساعد على تحييد المواد الضارة. وهو أيضا واحد من المكونات الرئيسية لأنواع عديدة من الانزيمات في الجسم. يجب أن يحتوي النظام الغذائي للإنسان يوميا عشرة إلى عشرين مليغرام من العناصر النزرة.

الأطعمة الغنية بالحديد

مثل الكثير. يأكلون بشقيه النباتي والحيواني المنشأ. أولا - وهذا هو الحبوب والبقول والحبوب (وخصوصا الحنطة السوداء)، والتفاح، والفطر (أبيض)، والفواكه المجففة، والوركين، والكمثرى، والخوخ، الأفوكادو، اليقطين واللوز والتين والطماطم، والقرنبيط، والملفوف، والعنب البري، والعليق، والكرفس، الخ ثانيا - الكبد واللحوم. استخدام منتج نسبة عالية من الحديد له أهمية خاصة أثناء الحمل، حيث أن جسم الجنين شكلت يتطلب كمية كبيرة من المغذيات الدقيقة لنمو وتطور سليم.

دلائل على وجود نقص الحديد في الجسم

أعراض كمية قليلة جدا من FERRUM تدخل الجسم والتعب واليدين والقدمين تجميد ثابتة، والاكتئاب، والشعر هش والمسامير، والحد من النشاط الفكري، واضطرابات الجهاز الهضمي، وانخفاض الأداء، خلل في الغدة الدرقية. إذا لاحظت بعض من هذه الأعراض، فمن الضروري زيادة عدد المنتجات التي تحتوي على الحديد في النظام الغذائي الخاص بك أو لشراء الفيتامينات أو المكملات الغذائية التي تحتوي على FERRUM. أيضا، تأكد من استشارة طبيبك إذا كان أي من هذه الأعراض تشعر سيئا للغاية.

عن طريق الصناعة FERRUM

تطبيق وخصائص الحديد ترتبط ارتباطا وثيقا. نظرا لالمغناطيسية، ويتم استخدامها لتصنيع المغناطيس - على حد سواء أضعف للاستخدام المنزلي (مغناطيس الثلاجة الهدايا التذكارية على، الخ ...) وأكثر قوة - للأغراض الصناعية. يرجع ذلك إلى حقيقة أن يعتبر معدن ديه قوة عالية وصلابة، مع العصور القديمة تستخدم للأسلحة، والدروع، وغيرها من الأدوات العسكرية والمحلية. بالمناسبة، في مصر القديمة كان من المعروف الحديد نيزكي مع خصائص متفوقة على تلك التي من المعدن التقليدي. كما تم استخدام الحديد الخاص في روما القديمة. من أنتج سلاح النخبة. درع أو سيف مصنوع من معدن نيزكي، يمكن أن يكون فقط رجل غني جدا ومميز.

عموما، والمعادن، التي نعتبرها في هذه المقالة، هو الأكثر تنوعا من جميع المواد المستخدمة من قبل المجموعة. أولا وقبل كل شيء، هو جعل الصلب والحديد الزهر، والتي تستخدم لإنتاج مختلف المنتجات المطلوبة في الصناعة وفي الحياة اليومية.

الحديد الزهر يسمى الحديد وسبائك الكربون، حيث حاضر الثاني 1،7-4،5 في المئة. إذا كان الثاني هو أقل من 1.7 في المئة، ثم هذا النوع من السبائك المعروفة باسم الصلب. إذا الكربون موجود في تكوين حوالي 0.02 في المائة، ثم أنه من حديد التجارية العادية. وجود الكربون في السبيكة اللازمة لإضفاء المزيد من القوة والاستقرار الحراري، ومقاومة للصدأ.

وعلاوة على ذلك، في الصلب قد تحتوي على العديد من العناصر الأخرى كما الشوائب. هذا المنغنيز، والفوسفور، والسيليكون. أيضا في هذا النوع من السبائك لإضفاء صفات معينة يمكن أن يضاف الكروم والنيكل والموليبدينوم، التنغستن، والعديد من العناصر الكيميائية الأخرى. أنواع من الصلب، الذي كمية كبيرة من السيليكا الحاضر (حوالي أربعة في المئة)، تستخدم المحولات. تلك في تكوين فيه الكثير من المنغنيز (تصل إلى اثني عشر أو أربعة عشر في المائة) تجد التطبيق في تصنيع أجزاء من السكك الحديدية، والمطاحن، المطاحن وغيرها من الأدوات وقطع من التي تخضع للتآكل السريع.

وقدم الموليبدينوم في تكوين سبيكة، لجعله أكثر استقرارا حراريا - مثل الفولاذ المستخدم في الأداة. وبالإضافة إلى ذلك، للحصول على جميع المعروفة والتي تستخدم عادة في الأسر في شكل السكاكين والأدوات المنزلية الأخرى يجب إضافة الفولاذ المقاوم للصدأ في سبائك الكروم والنيكل والتيتانيوم. ومن أجل الحصول على تأثير المقاومة، وارتفاع القوة، ليونة، فإنه يكفي لإضافة الفاناديوم. عند الدخول إلى النيوبيوم يمكن تحقيق مقاومة عالية للتآكل والمواد العدوانية كيميائيا.

المغنتيت المعدنية، التي ورد ذكرها في هذه المقالة، تحتاج إلى تصنيع محركات الأقراص الصلبة وبطاقات الذاكرة وغيرها من الأجهزة من هذا النوع. ويرجع ذلك إلى الخواص المغناطيسية للحديد يمكن العثور عليها في جهاز المحولات والمحركات، وغيرها من المنتجات الإلكترونية. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن FERRUM إضافة السبائك المعدنية الأخرى لإضفاء مزيد من القوة والاستقرار الميكانيكي. وتستخدم كبريتات هذا العنصر في البستنة لمكافحة الآفات (جنبا إلى جنب مع كبريتات النحاس). الكلوريدات الحديد لا غنى عنها في تنقية المياه. وعلاوة على ذلك، يتم استخدام مسحوق أكسيد الحديد الأسود في الطابعات الأسود والأبيض. الطريقة الرئيسية لتطبيق البيريت - الناجمة عنها حامض الكبريتيك. تتم هذه العملية في المختبر على ثلاث مراحل. في أول خطوة البيريت حرق FERRUM لإعطاء أكسيد الحديديك وثاني أكسيد الكبريت. الخطوة الثانية هي تحويل ثاني أكسيد الكبريت في ثالث أكسيد لها، بمشاركة من الأوكسجين. والمرحلة الأخيرة يتم تمرير المواد الناتجة من خلال بخار الماء في وجود محفزات، وبالتالي تعطي حامض الكبريتيك.

الحديد الحصول على

في الأساس يتم استخراج المعادن النشطة من المعادن الرئيسية وهما: أكسيد الحديد الأسود والهيماتيت. تفعل ذلك مع انخفاض الحديد من مركبات الكربون في شكل فحم الكوك. ويتم ذلك في فرن الانفجار، والتي تصل درجة الحرارة الى الفي درجة مئوية. وبالإضافة إلى ذلك، هناك طريقة لاستعادة FERRUM الهيدروجين. لهذا الغرض اختياريا جود فرن الانفجار. لتنفيذ هذا الأسلوب يأخذ طين خاص، يتم مزجه مع خام سحق وتعامل مع الهيدروجين في فرن رمح.

استنتاج

خصائص وتطبيقات الحديد تباينت. ولعل هذا هو الأهم في حياتنا المعدنية. أصبحت معروفة للإنسان، أخذ مكان البرونزية، الذي كان المادة الرئيسية لصنع الأدوات، والأسلحة في ذلك الوقت. الحديد والصلب في نواح كثيرة متفوقة على سبيكة من النحاس والقصدير من حيث خصائصه الفيزيائية، ومقاومة للإجهاد.

وبالإضافة إلى ذلك، والحديد على كوكبنا هو أكثر شيوعا من العديد من المعادن الأخرى. جزء الشامل في القشرة الأرضية هو ما يقرب من خمسة في المئة. هو الرابع الأكثر وفرة العناصر الكيميائية في الطبيعة. أيضا، وهذا عنصر كيميائي مهم جدا لسير الطبيعي للجسم من الحيوانات والنباتات، وخاصة لأنه يقوم على الهيموغلوبين بناؤها. الحديد هو عنصر اساسي أثر، واستخدام وهو أمر مهم للمحافظة على الصحة وأجهزة سير عادية. بالإضافة إلى ما سبق، هو المعدن الوحيد الذي لديه خصائص مغناطيسية فريدة من نوعها. دون FERRUM من المستحيل أن نتخيل حياتنا.