Železo

Tento článek je o železe, kovu. Nástroj zvaný žehlička viz žehlení.

Železo je chemický prvek a kov. Je to druhý nejrozšířenější kov na Zemi a nejpoužívanější kov. Tvoří velkou část zemského jádra a je čtvrtým nejběžnějším prvkem v zemské kůře.

Kov se používá často, protože je pevný a levný. Železo je hlavní složkou používanou k výrobě oceli. Surové železo je magnetické (přitahuje magnety) a jeho sloučenina magnetit je trvale magnetická.

V některých oblastech se železo používalo již kolem roku 1200 př. n. l. Tato událost je považována za přechod z doby bronzové do doby železné.

[{
[48228-38701]}]

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Železo je šedý, stříbřitý kov. Je magnetické, i když různé alotropy železa mají různé magnetické vlastnosti. Železo se snadno hledá, těží a taví, a proto je tak užitečné. Čisté železo je měkké a velmi kujné.

Chemické vlastnosti

Železo je reaktivní. Reaguje s většinou kyselin, například s kyselinou sírovou. Při reakci s kyselinou sírovou vytváří síran železnatý. Tato reakce s kyselinou sírovou se používá k čištění kovů.

Železo reaguje se vzduchem a vodou a vytváří rez. Když se rez odlupuje, odhalí se více železa, které může rezivět. Nakonec zrezne celý kus železa. Jiné kovy, například hliník, nerezaví. Železo lze legovat s chromem a vyrobit tak nerezovou ocel, která za většiny podmínek nerezaví.

Práškové železo může reagovat se sírou za vzniku sulfidu železa(II), tvrdé černé pevné látky. Železo také reaguje s halogeny za vzniku halogenidů železa(III), jako je chlorid železa(III). Železo reaguje s hydrohalogenovými kyselinami za vzniku halogenidů železa(II), jako je chlorid železa(II).

Chemické sloučeniny

Železo vytváří chemické sloučeniny s jinými prvky. Za normálních okolností jiný prvek železo oxiduje. Někdy si vezme dva elektrony a někdy tři. Sloučeniny, ve kterých má železo dva odebrané elektrony, se nazývají sloučeniny železa. Sloučeniny, ve kterých má železo tři odebrané elektrony, se nazývají železité sloučeniny. Sloučeniny železa mají železo v oxidačním stavu +2. Sloučeniny železa mají železo v oxidačním stavu +3. Sloučeniny železa mohou být černé, hnědé, žluté, zelené nebo fialové.

Sloučeniny železa jsou slabá redukční činidla. Mnohé z nich jsou zelené nebo modré. Nejběžnější sloučeninou železa je síran železnatý.

Sloučeniny železa jsou oxidační činidla. Mnohé z nich jsou hnědé. Nejběžnější sloučeninou železa je oxid železitý, stejný jako rez. Jedním z důvodů, proč železo rezaví, je, že oxid železitý je oxidační činidlo. Oxiduje železo a způsobuje jeho rezivění i pod nátěrem. Proto když je v laku malý škrábanec, může celá věc zrezivět.

Sloučeniny železa(II)

Sloučeniny v oxidačním stavu +2 jsou slabá redukční činidla. Obvykle mají světlou barvu. Reagují s kyslíkem na vzduchu. Označují se také jako sloučeniny železa.

  • sulfid železitý (II), lesklá chemická látka, která reaguje s kyselinami za vzniku sirovodíku, který se nachází v zemi
  • Síran železnatý(II), modrozelená krystalická chemikálie vyrobená reakcí kyseliny sírové s ocelí, používaná k redukci jedů, jako je chroman v betonu.
  • Chlorid železitý(II), světle zelená krystalická chemická látka, která se vyrábí reakcí kyseliny chlorovodíkové s ocelí.
  • Hydroxid železitý(II), tmavě zelený prášek, který se vyrábí elektrolyzací vody s železnou anodou, reaguje s kyslíkem a hnědne.
  • Oxid železitý(II), černý, hořlavý, vzácný

Smíšený oxidační stav

Tyto sloučeniny jsou vzácné, pouze jedna je běžná. Nacházejí se v zemi.

  • Oxid železitý(II,III), černý minerál, používaný jako železná ruda, obsahuje železo v oxidačním stavu +2 a +3.

Sloučeniny železa(III)

Sloučeniny v oxidačním stavu +3 jsou obvykle hnědé. Jsou to oxidační činidla. Jsou korozivní. Jsou také známé jako sloučeniny železa.

  • Oxid železitý(III), rez, červenohnědý, rozpouští se v kyselině
  • Chlorid železa(III), jedovatý a žíravý, se rozpouští ve vodě a vytváří tmavě hnědý kyselý roztok. Vyrábí se reakcí železa s kyselinou chlorovodíkovou a oxidačním činidlem.
  • Dusičnan železnatý(III), světle fialový, žíravý, používá se k leptání
  • Síran železnatý(III), vzácný, světle hnědý, rozpouští se ve vodě. Vyrábí se reakcí železa s kyselinou sírovou a oxidačním činidlem.
Kus železaZoom
Kus železa

Kde se nachází železo

Ve vesmíru je hodně železa, protože je konečným bodem jaderných reakcí ve velkých hvězdách. Je to poslední prvek, který vzniká před prudkým zhroucením supernovy, jež železo rozptýlí do vesmíru.

Tento kov je hlavní složkou zemského jádra. V blízkosti povrchu se vyskytuje ve formě železité nebo železité sloučeniny. Některé meteority obsahují železo ve formě vzácných minerálů. Běžně se železo nachází v zemi ve formě hematitové rudy, jejíž velká část vznikla při Velké okysličovací události. Železo lze z rudy získat ve vysoké peci. Část železa se nachází ve formě magnetitu.

V mase jsou sloučeniny železa. Železo je nezbytnou součástí hemoglobinu v červených krvinkách.

Výroba železa

Železo se vyrábí ve velkých továrnách zvaných železárny redukcí hematitu uhlíkem (koksem). Děje se tak ve velkých nádobách zvaných vysoké pece. Vysoká pec je naplněna železnou rudou, koksem a vápencem. Do pece se vhání velmi horký vzduch, který způsobuje hoření koksu. Extrémní teplo způsobí, že uhlík reaguje s železnou rudou, odnímá oxidům železa kyslík a vytváří oxid uhličitý. Oxid uhličitý je plyn a opouští směs. Spolu se železem je v něm i písek. Vápenec, který je tvořen uhličitanem vápenatým, se při velkém žáru mění na oxid vápenatý a oxid uhličitý. Oxid vápenatý reaguje s pískem na kapalinu, která se nazývá struska. Struska se odvádí a zůstává pouze železo. Po reakci zůstane ve vysoké peci čisté tekuté železo, které se po ochlazení může tvarovat a kalit. Téměř všechny železárny jsou dnes součástí oceláren a téměř všechno železo se vyrábí na ocel.

Železo lze zpracovávat mnoha způsoby. Železo lze zpevnit zahřátím kusu kovu a jeho ponořením do studené vody. Lze ho změkčit zahřátím a pomalým ochlazením. Lze ho také lisovat těžkým lisem. Lze ho stahovat do drátů. Lze jej válcovat a vyrábět z něj plechy.

Ve Spojených státech se většina železa získávala z půdy v Minnesotě a poté byla posílána loděmi do Indiany a Michiganu, kde se z něj vyráběla ocel.

Vysoká pecZoom
Vysoká pec

Používá

Jako kov

Železo se používá více než jakýkoli jiný kov. Je pevné a levné. Vyrábí se z něj budovy, mosty, hřebíky, šrouby, trubky, nosníky a věže.

Železo není příliš reaktivní, takže se snadno a levně získává z rud. Po výrobě oceli je velmi pevné a používá se k vyztužení betonu.

Existují různé typy železa. Litina je železo vyrobené způsobem popsaným výše v článku. Je tvrdá a křehká. Vyrábí se z ní například poklopy dešťové kanalizace, víka šachet a bloky motorů (hlavní část motoru).

Ocel je nejběžnější formou železa. Ocel se vyrábí v několika formách. Měkká ocel je ocel s nízkým podílem uhlíku. Je měkká a snadno se ohýbá, ale nepraská snadno. Používá se na hřebíky a dráty. Uhlíková ocel je tvrdší, ale křehčí. Používá se v nástrojích.

Existují i jiné typy oceli. Nerezová ocel je díky obsahu chromu odolná proti korozi a slitiny niklu a železa si zachovávají pevnost i při vysokých teplotách. Ostatní oceli mohou být velmi tvrdé v závislosti na přidaných slitinách.

Kované železo se snadno tvaruje a používá k výrobě plotů a řetězů.

Velmi čisté železo je měkké a může snadno rezivět (oxidovat). Je také poměrně reaktivní.

Jako sloučeniny

Sloučeniny železa se používají k několika účelům. Chlorid železa(II) se používá k čištění vody. Používá se také chlorid železnatý (III). Síran železnatý(II) se používá k redukci chromanů v cementu. Některé sloučeniny železa se používají ve vitamínech.

Most ze železaZoom
Most ze železa

Výživa

Nedostatek železa je nejčastějším nedostatkem živin na světě.

Naše tělo potřebuje železo, aby pomohlo dostat kyslík do svalů, protože je základem některých základních makromolekul v našem těle, jako je hemoglobin, který zajišťuje jeho lepší fungování. Mnoho obilovin obsahuje přídavek železa (kovový prvek železo). Do obilovin se přidává ve formě drobných kovových pilin. Tyto třísky je dokonce někdy možné vidět, když vezmete extrémně silný magnet a vložíte ho do krabice. Magnet tyto kousky železa přitáhne. Konzumace těchto drobných kovových pilin není pro náš organismus škodlivá.

Železo je pro tělo nejlépe dostupné, když se přidá do aminokyselin - železo v této formě je desetkrát až patnáctkrát stravitelnější než jako prvek. Železo se nachází také v mase, například ve steaku. Železo dodávané doplňky stravy je ve formě chemické látky, například síranu železnatého (II), který je levný a dobře se vstřebává. Tělo nepřijímá více železa, než potřebuje, a obvykle ho potřebuje velmi málo. Železo v červených krvinkách je recyklováno systémem, který odbourává staré buňky. Ztráta krve úrazem nebo infekcí parazity může být závažnější.

Toxicita

Železo je při příjmu velkého množství do těla toxické. Pokud se užívá příliš mnoho tablet železa, lidé (zejména děti) onemocní. Existuje také genetická porucha, která poškozuje regulaci hladiny železa v těle.

Existují chemické látky, které se vážou na železo a které mohou lékaři předepsat.

Související stránky

Otázky a odpovědi

Otázka: O čem je tento článek?


Odpověď: Tento článek je o železe, kovu.

Otázka: Co je železo?


Odpověď: Železo je chemický prvek a kov.

Otázka: Proč se železo tolik používá?


Odpověď: Železo se hodně používá, protože je pevné a levné.

Otázka: Jaká je hlavní složka používaná k výrobě oceli?


Odpověď: Hlavní složkou používanou k výrobě oceli je železo.

Otázka: Je surové železo magnetické?


Odpověď: Ano, surové železo je magnetické a přitahuje magnety.

Otázka: Co je to magnetit?


Odpověď: Magnetit je sloučenina železa, která je trvale magnetická.

Otázka: Kdy bylo železo poprvé použito?


Odpověď: Železo bylo poprvé použito kolem roku 1200 př. n. l., což se považuje za přechod z doby bronzové do doby železné.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3