Nie jest to właściwość żelaza. Żelazo

Żelazo jest metalem o średniej aktywności chemicznej. Wchodzi w skład wielu minerałów: magnetytu, hematytu, limonitu, syderytu, pirytu.

Próbka limonitu

Właściwości chemiczne i fizyczne żelaza

W normalnych warunkach i w czystej postaci żelazo jest srebrnoszarym ciałem stałym o jasnym metalicznym połysku. Żelazo jest dobrym przewodnikiem elektrycznym i cieplnym. Można to wyczuć dotykając żelaznego przedmiotu w zimnym pomieszczeniu. Ponieważ metal szybko przewodzi ciepło, w krótkim czasie odbiera większość ciepła z ludzkiej skóry, więc gdy go dotkniesz, poczujesz zimno.


Czyste żelazo

Temperatura topnienia żelaza wynosi 1538°C, temperatura wrzenia 2862°C. Charakterystycznymi właściwościami żelaza są dobra ciągliwość i topliwość.

Reaguje z substancjami prostymi: tlenem, halogenami (brom, jod, fluor), fosforem, siarką. Podczas spalania żelaza powstają tlenki metali. W zależności od warunków reakcji i proporcji pomiędzy obydwoma uczestnikami, tlenki żelaza mogą być różne. Równania reakcji:

2Fe + O₂ = 2FeO;

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃;

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄.

Takie reakcje zachodzą w wysokich temperaturach. Dowiesz się, jakie eksperymenty badające właściwości żelaza można przeprowadzić w domu.

Reakcja żelaza z tlenem

Do reakcji żelaza z tlenem konieczne jest wstępne podgrzanie. Żelazo pali się oślepiającym płomieniem, rozpraszając gorące cząsteczki żelaznej zgorzeliny Fe₃O₄. Ta sama reakcja żelaza i tlenu zachodzi w powietrzu, gdy podczas obróbki mechanicznej staje się bardzo gorąca w wyniku tarcia.


Kiedy żelazo spala się w tlenie (lub powietrzu), tworzy się kamień żelazny. Równanie reakcji:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

3Fe + 2O₂ = FeO Fe₂O₃.

Skala żelaza to związek, w którym żelazo ma różne wartości wartościowości.

Wytwarzanie tlenków żelaza

Tlenki żelaza są produktami interakcji żelaza z tlenem. Najbardziej znane z nich to FeO, Fe₂O₃ i Fe₃O₄.

Tlenek żelaza (III) Fe₂O₃ to pomarańczowo-czerwony proszek powstający w wyniku utleniania żelaza na powietrzu.


Substancja powstaje w wyniku rozkładu soli żelaza(III) w powietrzu w wysokiej temperaturze. Niewielką ilość siarczanu żelaza (III) wlewa się do porcelanowego tygla i podgrzewa nad ogniem palnika gazowego. Podczas rozkładu termicznego siarczan żelazawy rozpada się na tlenek siarki i tlenek żelaza.

Tlenek żelaza (II, III) Fe₃O₄ powstaje podczas spalania sproszkowanego żelaza w tlenie lub w powietrzu. Aby otrzymać tlenek, do porcelanowego tygla wsypuje się odrobinę drobnego proszku żelaza zmieszanego z azotanem sodu lub potasu. Mieszankę zapala się za pomocą palnika gazowego. Po podgrzaniu azotany potasu i sodu rozkładają się, uwalniając tlen. Żelazo spala się w tlenie, tworząc tlenek Fe₃O₄. Po zakończeniu spalania powstały tlenek pozostaje na dnie porcelanowego kubka w postaci żelaznej zgorzeliny.

Uwaga! Nie próbuj samodzielnie powtarzać tych eksperymentów!

Tlenek żelaza (II) FeO to czarny proszek powstający podczas rozkładu szczawianu żelaza w obojętnej atmosferze.

  • Oznaczenie - Fe (Żelazo);
  • Okres - IV;
  • Grupa - 8 (VIII);
  • Masa atomowa - 55,845;
  • Liczba atomowa - 26;
  • Promień atomowy = 126 pm;
  • Promień kowalencyjny = 117 pm;
  • Rozkład elektronów - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
  • temperatura topnienia = 1535°C;
  • temperatura wrzenia = 2750°C;
  • Elektroujemność (wg Paulinga/wg Alpreda i Rochowa) = 1,83/1,64;
  • Stan utlenienia: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
  • Gęstość (nr.) = 7,874 g/cm3;
  • Objętość molowa = 7,1 cm3/mol.

Związki żelaza:

Żelazo jest zaraz po aluminium najobficiej występującym metalem w skorupie ziemskiej (5,1% masowych).

Na Ziemi wolne żelazo występuje w małych ilościach w postaci bryłek, a także w upadłych meteorytach.

Przemysłowo żelazo wydobywa się ze złóż rud żelaza z minerałów zawierających żelazo: rudy magnetycznej, czerwonej, brązowej.

Należy powiedzieć, że żelazo wchodzi w skład wielu naturalnych minerałów, powodując ich naturalny kolor. Kolor minerałów zależy od stężenia i stosunku jonów żelaza Fe 2+ /Fe 3+, a także od atomów otaczających te jony. Na przykład obecność zanieczyszczeń jonami żelaza wpływa na kolor wielu kamieni szlachetnych i półszlachetnych: topazy (od bladożółtego do czerwonego), szafiry (od niebieskiego do ciemnoniebieskiego), akwamaryny (od jasnoniebieskiego do zielonkawoniebieskiego), itp.

Żelazo występuje w tkankach zwierząt i roślin, na przykład w organizmie osoby dorosłej znajduje się około 5 g żelaza. Żelazo jest niezbędnym pierwiastkiem, wchodzi w skład białka hemoglobiny, uczestnicząc w transporcie tlenu z płuc do tkanek i komórek. Przy braku żelaza w organizmie człowieka rozwija się anemia (niedokrwistość z niedoboru żelaza).


Ryż. Struktura atomu żelaza.

Konfiguracja elektronowa atomu żelaza to 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (patrz Elektronowa struktura atomów). W tworzeniu wiązań chemicznych z innymi pierwiastkami mogą brać udział 2 elektrony znajdujące się na zewnętrznym poziomie 4s + 6 elektronów podpoziomu 3d (w sumie 8 elektronów), dlatego w związkach żelazo może przyjmować stopnie utlenienia +8, +6, +4, +3, +2, +1 (najczęstsze to +3, +2). Żelazo ma średnią aktywność chemiczną.


Ryż. Stopnie utlenienia żelaza: +2, +3.

Właściwości fizyczne żelaza:

  • srebrno-biały metal;
  • w czystej postaci jest dość miękki i plastyczny;
  • ma dobrą przewodność cieplną i elektryczną.

Żelazo występuje w postaci czterech modyfikacji (różnią się budową sieci krystalicznej): α-żelazo; β-żelazo; γ-żelazo; δ-żelazo.

Właściwości chemiczne żelaza

  • reaguje z tlenem, w zależności od temperatury i stężenia tlenu, mogą powstawać różne produkty lub mieszanina produktów utleniania żelaza (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
    3Fe + 2O 2 = Fe 3O 4;
  • utlenianie żelaza w niskich temperaturach:
    4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3;
  • reaguje z parą wodną:
    3Fe + 4H 2O = Fe 3O 4 + 4H 2;
  • drobno pokruszone żelazo reaguje po podgrzaniu z siarką i chlorem (siarczek i chlorek żelaza):
    Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
  • w wysokich temperaturach reaguje z krzemem, węglem, fosforem:
    3Fe + C = Fe 3C;
  • Żelazo może tworzyć stopy z innymi metalami i niemetalami;
  • żelazo wypiera mniej aktywne metale z ich soli:
    Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
  • W przypadku rozcieńczonych kwasów żelazo działa jako środek redukujący, tworząc sole:
    Fe + 2HCl = FeCl2 + H2;
  • przy rozcieńczonym kwasie azotowym żelazo tworzy różne produkty redukcji kwasu, w zależności od jego stężenia (N 2, N 2 O, NO 2).

Pozyskiwanie i wykorzystanie żelaza

Otrzymuje się żelazo przemysłowe wytapianieżeliwa i stali.

Żeliwo jest stopem żelaza z domieszkami krzemu, manganu, siarki, fosforu i węgla. Zawartość węgla w żeliwie przekracza 2% (w stali poniżej 2%).

Czyste żelazo otrzymuje się:

  • w konwertorach tlenu wykonanych z żeliwa;
  • redukcja tlenków żelaza wodorem i dwuwartościowym tlenkiem węgla;
  • elektroliza odpowiednich soli.

Żeliwo otrzymuje się z rud żelaza poprzez redukcję tlenków żelaza. Wytapianie żelaza odbywa się w wielkich piecach. Koks stosowany jest jako źródło ciepła w wielkim piecu.

Wielki piec to bardzo złożona konstrukcja techniczna, wysoka na kilkadziesiąt metrów. Jest wyłożony cegłami ogniotrwałymi i chroniony zewnętrzną stalową obudową. Od 2013 roku największy wielki piec w Korei Południowej wybudował koncern stalowy POSCO w Zakładzie Metalurgicznym w Gwangyang (objętość pieca po modernizacji wynosiła 6 000 metrów sześciennych przy rocznej wydajności 5 700 000 ton).


Ryż. Wielki piec.

Proces wytapiania żeliwa w wielkim piecu trwa nieprzerwanie przez kilka dziesięcioleci, aż do wygaśnięcia pieca.


Ryż. Proces wytapiania żelaza w wielkim piecu.

  • wzbogacone rudy (rudy magnetyczne, czerwone, brunatne) i koks wlewa się przez szczyt wielkiego pieca;
  • procesy redukcji żelaza z rudy pod wpływem tlenku węgla (II) zachodzą w środkowej części wielkiego pieca (kopalni) w temperaturze 450-1100°C (tlenki żelaza ulegają redukcji do metalu):
    • 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 ;
    • 600°C - Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
    • 800°C - FeO + CO = Fe + CO2;
    • część dwuwartościowego tlenku żelaza jest redukowane przez koks: FeO + C = Fe + CO.
  • Równolegle zachodzi proces redukcji tlenków krzemu i manganu (zawartych w rudzie żelaza w postaci zanieczyszczeń), krzem i mangan wchodzą w skład topiącego się żelaza:
    • SiO2 + 2C = Si + 2CO;
    • Mn2O3 + 3C = 2Mn + 3CO.
  • Podczas termicznego rozkładu wapienia (wprowadzanego do wielkiego pieca) powstaje tlenek wapnia, który reaguje z zawartymi w rudzie tlenkami krzemu i glinu:
    • CaCO3 = CaO + CO2;
    • CaO + SiO2 = CaSiO3;
    • CaO + Al 2 O 3 = Ca(AlO 2) 2.
  • w temperaturze 1100°C proces redukcji żelaza zostaje zatrzymany;
  • poniżej szybu znajduje się para, najszersza część wielkiego pieca, poniżej której znajduje się pobocze, w którym wypala się koks i tworzą się ciekłe produkty hutnicze - żeliwo i żużel gromadzące się na samym dnie pieca - kuźnia ;
  • W górnej części paleniska w temperaturze 1500°C następuje intensywne spalanie koksu w strumieniu wdmuchiwanego powietrza: C + O 2 = CO 2 ;
  • przechodząc przez gorący koks, tlenek węgla (IV) przekształca się w tlenek węgla (II), który jest środkiem redukującym żelazo (patrz wyżej): CO 2 + C = 2CO;
  • żużle utworzone przez krzemiany i glinokrzemiany wapnia osadzają się nad żeliwem, chroniąc je przed działaniem tlenu;
  • przez specjalne otwory umieszczone na różnych poziomach paleniska odprowadzane jest żeliwo i żużel;
  • Większość żeliwa wykorzystywana jest do dalszej obróbki – wytapiania stali.

Stal wytapia się z żeliwa i złomu metodą konwertorową (metoda martenowska jest już przestarzała, choć nadal stosowana) lub metodą wytapiania elektrycznego (w piecach elektrycznych, indukcyjnych). Istotą procesu (obróbki żeliwa) jest zmniejszenie stężenia węgla i innych zanieczyszczeń poprzez utlenianie tlenem.

Jak wspomniano powyżej, stężenie węgla w stali nie przekracza 2%. Dzięki temu stal w przeciwieństwie do żeliwa daje się dość łatwo kuć i walcować, co pozwala na wykonanie z niej różnorodnych wyrobów charakteryzujących się dużą twardością i wytrzymałością.

Twardość stali zależy od zawartości węgla (im więcej węgla, tym twardsza stal) w danym gatunku stali i warunkach obróbki cieplnej. Podczas odpuszczania (powolnego chłodzenia) stal staje się miękka; Po hartowaniu (szybkie chłodzenie) stal staje się bardzo twarda.

Aby nadać stali wymagane specyficzne właściwości, dodaje się do niej dodatki stopowe: chrom, nikiel, krzem, molibden, wanad, mangan itp.

Żeliwo i stal są najważniejszymi materiałami konstrukcyjnymi w zdecydowanej większości sektorów gospodarki narodowej.

Biologiczna rola żelaza:

  • organizm dorosłego człowieka zawiera około 5 g żelaza;
  • żelazo odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu narządów krwiotwórczych;
  • żelazo wchodzi w skład wielu złożonych kompleksów białkowych (hemoglobina, mioglobina, różne enzymy).

Cele Lekcji:

  • wyrobić sobie pojęcie o właściwościach fizycznych i chemicznych żelaza w zależności od stopnia utlenienia, jakie wykazuje i charakteru środka utleniającego;
  • rozwijać u uczniów myślenie teoretyczne i umiejętność przewidywania właściwości substancji w oparciu o wiedzę o jej strukturze;
  • rozwijać myślenie konceptualne w zakresie takich operacji, jak analiza, porównanie, uogólnienie, systematyzacja;
  • rozwijać takie cechy myślenia, jak obiektywność, zwięzłość i jasność, samokontrola i aktywność.

Cele Lekcji:

  • zaktualizować wiedzę uczniów na temat: „Budowa atomu”;
  • organizować zbiorową pracę uczniów od ustalenia zadania edukacyjnego do efektu końcowego (sporządź schemat referencyjny lekcji);
  • podsumuj materiał na temat: „Metale” i rozważ właściwości żelaza i jego zastosowanie;
  • organizować samodzielne prace badawcze w parach w celu zbadania właściwości chemicznych żelaza;
  • organizować wzajemną kontrolę uczniów na lekcji.

Typ lekcji: nauka nowego materiału.

Odczynniki i sprzęt:

  • żelazko (proszek, talerz, spinacz),
  • siarka,
  • kwas chlorowodorowy,
  • siarczan miedzi(II).
  • sieć krystaliczna żelaza,
  • plakaty z grami,
  • magnes,
  • wybór ilustracji na dany temat,
  • probówki,
  • lampa alkoholowa,
  • mecze,
  • łyżka do spalania substancji łatwopalnych,
  • Mapy geograficzne.

Struktura lekcji

  1. Część wprowadzająca.
  2. Nauka nowego materiału.
  3. Wiadomość o zadaniu domowym.
  4. Konsolidacja badanego materiału.

Podczas zajęć

1. Część wprowadzająca

Organizowanie czasu.

Sprawdzanie dostępności studentów.

Wiadomość dotycząca tematu lekcji. Zapisz temat na tablicy i w zeszytach uczniów.

2. Nauka nowego materiału

– Jak myślisz, jaki będzie temat naszej dzisiejszej lekcji?

1. Wygląd żelaza zapoczątkowało epokę żelaza w cywilizacji ludzkiej.

Skąd starożytni ludzie czerpali żelazo w czasach, gdy nie wiedzieli jeszcze, jak je wydobyć z rudy? Żelazo, przetłumaczone z języka sumeryjskiego, to metal, który „spadł z nieba, niebiański”. Pierwszym żelazem, jakie napotkała ludzkość, było żelazo z meteorytów. Po raz pierwszy udowodniono, że „żelazne kamienie spadają z nieba” w 1775 r. Rosyjski naukowiec P.S. Palace, który przywiózł do Petersburga blok rodzimego meteorytu żelaznego o wadze 600 kg. Największym meteorytem żelaznym jest meteoryt „Goba”, znaleziony w 1920 roku w Afryce Południowo-Zachodniej, o wadze około 60 ton.Przypomnijmy sobie grób Tutanchamona: złoto, złoto. Wspaniałe prace zachwycają, blask olśniewa oczy. Ale oto, co K. Kerram pisze w książce „Bogowie, grobowce, naukowcy” o małym żelaznym amulecie Tutanchamona: „Amulet jest jednym z najwcześniejszych produktów Egiptu i… w grobowcu wypełnionym prawie po brzegi złota, to właśnie to skromne znalezisko miało największą wartość z punktu widzenia historii kultury”. W grobowcu faraona znaleziono jedynie kilka żelaznych przedmiotów, a wśród nich żelazny amulet boga Horusa, mały sztylet z żelaznym ostrzem i złotą rękojeścią oraz mały żelazny stołek „Urs”.

Naukowcy sugerują, że to właśnie kraje Azji Mniejszej, gdzie zamieszkiwały plemiona hetyckie, były kolebką przemysłu żelaznego i stalowego. Żelazo przybyło do Europy z Azji Mniejszej już w I tysiącleciu p.n.e.; Tak rozpoczęła się epoka żelaza w Europie.

Słynna stal damasceńska (lub stal damasceńska) była wytwarzana na Wschodzie już w czasach Arystotelesa (IV wiek p.n.e.). Ale technologia jego wytwarzania była utrzymywana w tajemnicy przez wiele stuleci.

Śnił mi się inny rodzaj smutku
O szarej stali damasceńskiej.
Widziałem, jak hartowano stal
Jak jeden z młodych niewolników
Wybrali go, nakarmili,
Aby jego ciało nabrało siły.
Czekałem na termin
A potem rozpalone do czerwoności ostrze
Zanurzyli się w muskularnym ciele,
Gotowe ostrze zostało wyjęte.
Silniejszy niż stal, Wschód nie widział,
Silniejszy niż stal i gorzszy niż smutek.

Ponieważ stal damasceńska jest stalą o bardzo dużej twardości i elastyczności, produkty z niej wykonane nie ulegają stępieniu podczas ostrzenia. Rosyjski metalurg P.P. ujawnił tajemnicę stali damasceńskiej. Anosow. Bardzo powoli schładzał gorącą stal w specjalnym roztworze oleju technicznego podgrzanego do określonej temperatury; Podczas procesu chłodzenia stal została kuta.

(Pokaz rysunków.)

Żelazo to srebrnoszary metal


Żelazo to srebrnoszary metal

Te gwoździe są zrobione z żelaza

Stal wykorzystywana jest w przemyśle motoryzacyjnym

Stal służy do produkcji instrumentów medycznych

Do produkcji lokomotyw używa się stali


Wszystkie metale podlegają korozji


Wszystkie metale podlegają korozji

2. Pozycja żelaza w PSHEM.

Poznajemy położenie żelaza w PSCEM, ładunek jądra i rozkład elektronów w atomie.

3. Właściwości fizyczne żelaza.

– Jakie znasz właściwości fizyczne żelaza?

Żelazo to srebrzystobiały metal o temperaturze topnienia 1539 o C. Jest bardzo ciągliwy, dlatego łatwo się go obrabia, kuje, walcuje, tłoczy. Żelazo ma zdolność magnesowania i rozmagnesowywania, dlatego wykorzystuje się je jako rdzenie elektromagnesów w różnych maszynach i urządzeniach elektrycznych. Można mu nadać większą wytrzymałość i twardość metodami termicznymi i mechanicznymi, na przykład przez hartowanie i walcowanie.

Wyróżnia się żelazo czyste chemicznie i technicznie czyste. Technicznie czyste żelazo to zasadniczo stal niskowęglowa, zawiera 0,02-0,04% węgla, a jeszcze mniej tlenu, siarki, azotu i fosforu. Chemicznie czyste żelazo zawiera mniej niż 0,01% zanieczyszczeń. Chemicznie czyste żelazo - srebrnoszary, błyszczący metal, bardzo podobny wyglądem do platyny. Chemicznie czyste żelazo jest odporne na korozję (pamiętasz, czym jest korozja? Demonstracja korozyjnego gwoździa) i dobrze radzi sobie z kwasami. Jednak znikoma ilość zanieczyszczeń pozbawia go tych cennych właściwości.

4. Właściwości chemiczne żelaza.

Opierając się na Twojej wiedzy na temat właściwości chemicznych metali, jak myślisz, jakie właściwości chemiczne będzie miało żelazo?

Demonstracja eksperymentów.

  • Oddziaływanie żelaza z siarką.

Praktyczna praca.

  • Oddziaływanie żelaza z kwasem solnym.
  • Oddziaływanie żelaza z siarczanem miedzi (II).

5. Stosowanie żelaza.

Rozmowa na pytania:

– Jak myślisz, jakie jest rozmieszczenie żelaza w przyrodzie?

Żelazo jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków w przyrodzie. W skorupie ziemskiej jego udział masowy wynosi 5,1%, według tego wskaźnika ustępuje jedynie tlenowi, krzemowi i aluminium. Dużo żelaza znajduje się także w ciałach niebieskich, co ustalono na podstawie danych analizy widmowej. W próbkach gleby księżycowej dostarczonych przez automatyczną stację „Luna” stwierdzono obecność żelaza w stanie nieutlenionym.

Rudy żelaza są dość rozpowszechnione na Ziemi. Nazwy gór na Uralu mówią same za siebie: Vysokaya, Magnitnaya, Zheleznaya. Agrochemicy znajdują w glebie związki żelaza.

– W jakiej formie żelazo występuje w przyrodzie?

Żelazo jest składnikiem większości skał. Aby uzyskać żelazo, stosuje się rudy żelaza o zawartości żelaza 30-70% lub większej. Głównymi rudami żelaza są: magnetyt - Fe 3 O 4 zawiera 72% żelaza, złoża znajdują się na południowym Uralu, anomalia magnetyczna Kurska; hematyt - Fe 2 O 3 zawiera do 65% żelaza, takie złoża znajdują się w regionie Krzywego Rogu; limonit – Fe 2 O 3 * nH 2 O zawiera do 60% żelaza, złoża występują na Krymie; piryt - FeS 2 zawiera około 47% żelaza, złoża występują na Uralu. (Praca z mapami konturowymi).

– Jaka jest rola żelaza w życiu człowieka i roślin?

Biochemicy odkryli ważną rolę żelaza w życiu roślin, zwierząt i ludzi. Będąc częścią niezwykle złożonego związku organicznego zwanego hemoglobiną, żelazo decyduje o czerwonej barwie tej substancji, co z kolei decyduje o barwie krwi ludzkiej i zwierzęcej. Ciało osoby dorosłej zawiera 3 g czystego żelaza, z czego 75% stanowi część hemoglobiny. Główną rolą hemoglobiny jest transport tlenu z płuc do tkanek i w przeciwnym kierunku – CO 2.

Rośliny również potrzebują żelaza. Wchodzi w skład cytoplazmy i bierze udział w procesie fotosyntezy. Rośliny uprawiane na podłożu niezawierającym żelaza mają białe liście. Mały dodatek żelaza do podłoża i robią się zielone. Ponadto warto posmarować biały prześcieradło roztworem soli zawierającym żelazo, a wkrótce posmarowany obszar zmieni kolor na zielony.

Tak więc z tego samego powodu – obecności żelaza w sokach i chusteczkach – liście roślin stają się radośnie zielone, a policzki osoby jasno się rumienią.

Około 90% metali używanych przez ludzkość to stopy na bazie żelaza. Na świecie wytapia się dużo żelaza, około 50 razy więcej niż aluminium, nie mówiąc już o innych metalach. Stopy na bazie żelaza są uniwersalne, zaawansowane technologicznie, dostępne i tanie. Żelazo jeszcze przez długi czas będzie podstawą cywilizacji.

3. Opublikuj materiały domowe

14, np. Nr 6, 8, 9 (na podstawie zeszytu ćwiczeń do podręcznika O.S. Gabrielyana „Chemia 9”, 2003).

4. Utrwalenie studiowanego materiału

  1. Korzystając ze schematu referencyjnego zapisanego na tablicy, wyciągnij wniosek: czym jest żelazo i jakie ma właściwości?
  2. Dyktando graficzne (przygotuj wcześniej kartki papieru narysowaną linią prostą, podzielone na 8 segmentów i ponumerowane zgodnie z pytaniami dyktando. Na segmencie zaznacz chatką „^” numer pozycji uznanej za poprawną).

Opcja 1.

  1. Żelazo jest reaktywnym metalem alkalicznym.
  2. Żelazo jest łatwe do podkucia.
  3. Żelazo jest częścią stopu brązu.
  4. Zewnętrzny poziom energii atomu żelaza ma 2 elektrony.
  5. Żelazo reaguje z rozcieńczonymi kwasami.
  6. Z halogenami tworzy halogenki o stopniu utlenienia +2.
  7. Żelazo nie wchodzi w interakcję z tlenem.
  8. Żelazo można otrzymać przez elektrolizę stopionej soli żelaza.
1 2 3 4 5 6 7 8

Opcja 2.

  1. Żelazo to srebrzystobiały metal.
  2. Żelazo nie ma zdolności magnesowania.
  3. Atomy żelaza wykazują właściwości utleniające.
  4. Na zewnętrznym poziomie energii atomu żelaza znajduje się 1 elektron.
  5. Żelazo wypiera miedź z roztworów jej soli.
  6. Z halogenami tworzy związki o stopniu utlenienia +3.
  7. Z roztworem kwasu siarkowego tworzy siarczan żelaza (III).
  8. Żelazo nie koroduje.
1 2 3 4 5 6 7 8

Po wykonaniu zadania uczniowie wymieniają się swoimi pracami i sprawdzają je (odpowiedzi na prace wywieszane są na tablicy lub wyświetlane za pośrednictwem projektora).

Kryteria zaznaczania:

  • „5” – 0 błędów,
  • „4” – 1-2 błędy,
  • „3” – 3-4 błędy,
  • „2” – 5 lub więcej błędów.

Używane książki

  1. Gabrielyan OS Chemia, klasa 9. – M.: Drop, 2001.
  2. Gabrielyan OS Książka dla nauczycieli. – M.: Drop, 2002.
  3. Gabrielyan OS Chemia, klasa 9. Zeszyt ćwiczeń. – M.: Drop, 2003.
  4. Przemysł edukacyjny. Podsumowanie artykułów. Wydanie 3. – M.: MGIU, 2002.
  5. Malyshkina V. Zabawna chemia. – Petersburg, „Trygon”, 2001.
  6. Oprogramowanie i materiały metodyczne. Klasy chemiczne 8-11. – M.: Drop, 2001.
  7. Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Książka o chemii do czytania w domu. – M.: Chemia, 1995.
  8. Chodzę na zajęcia z chemii. Książka dla nauczycieli. – M.: „Pierwszy września”, 2000.

Aplikacje

Wiesz to?

Żelazo - jeden z najważniejszych elementów życia. Krew zawiera żelazo i to właśnie decyduje o kolorze krwi, a także o jej głównej właściwości - zdolności do wiązania i uwalniania tlenu. Zdolność tę posiada złożony związek – hem – będący integralną częścią cząsteczki hemoglobiny. Oprócz hemoglobiny nasz organizm zawiera także żelazo w mioglobinie, białku magazynującym tlen w mięśniach. Istnieją również enzymy zawierające żelazo.

Niedaleko Delhi w Indiach znajduje się żelazna kolumna bez najmniejszej plamki rdzy, chociaż jej wiek wynosi prawie 2800 lat. To słynna Kolumna Kutuba, wysoka na około siedem metrów i ważąca 6,5 ​​t. Napis na kolumnie wskazuje, że została wzniesiona w IX wieku. pne mi. Rdzewienie żelaza – powstawanie metawodorotlenku żelaza – wiąże się z jego interakcją z wilgocią i tlenem w powietrzu.

Jednak ta reakcja nie zachodzi w przypadku braku różnych zanieczyszczeń w żelazie, głównie węgla, krzemu i siarki. Kolumnę wykonano z bardzo czystego metalu: żelazo w kolumnie okazało się wynosić 99,72%. To wyjaśnia jego trwałość i odporność na korozję.

W 1934 roku w „Dzienniku Górniczym” ukazał się artykuł „Ulepszanie żelaza i stali poprzez… rdzewienie w ziemi”. Metoda zamiany żelaza w stal poprzez rdzewienie w ziemi znana jest ludziom od czasów starożytnych. Na przykład Czerkiesi na Kaukazie zakopali żelazo w ziemi, a po 10-15 latach wydobywszy je, wykuli z niego szable, które mogły nawet przeciąć lufę, tarczę lub kości wroga.

Krwawień

Hematyt, czyli czerwona ruda żelaza – główna ruda głównego metalu naszych czasów – żelaza. Zawartość żelaza w nim sięga 70%. Hematyt jest znany od dawna. W Babilonie i starożytnym Egipcie używano go w biżuterii, do wyrobu pieczęci i wraz z chalcedonem służył jako ulubiony materiał jako rzeźbiony kamień. Aleksander Wielki miał pierścień inkrustowany hematytem, ​​który, jak wierzył, czynił go niezniszczalnym w bitwie. W starożytności i średniowieczu hematyt był znany jako lek zatrzymujący krew. Proszek z tego minerału był używany do wyrobów ze złota i srebra od czasów starożytnych.

Nazwa minerału pochodzi z języka greckiego Detale– krew, która kojarzy się z wiśniową lub woskowoczerwoną barwą proszku tego minerału.

Ważną cechą minerału jest zdolność trwałego przechowywania koloru i przenoszenia go na inne minerały zawierające przynajmniej niewielką domieszkę hematytu. Różowy kolor granitowych kolumn katedry św. Izaaka to kolor skaleni, które z kolei zabarwione są drobno zdyspergowanym hematytem. Malownicze wzory jaspisu użytego do wykończenia stacji metra stolicy, pomarańczowe i różowe karneole Krymu, koralowo-czerwone warstwy sylwitu i karnalitu w warstwach soli – wszystko to zawdzięcza swój kolor hematytowi.

Czerwona farba od dawna jest wytwarzana z hematytu. Wszystkie słynne freski powstałe 15-20 tysięcy lat temu - wspaniały żubr z jaskini Altamira i mamuty ze słynnej jaskini Cape - zostały wykonane z brunatnych tlenków i wodorotlenków żelaza.

Magnetyt

Magnetyt, czyli magnetyczna ruda żelaza – minerał zawierający 72% żelaza. To najbogatsza ruda żelaza. Niezwykłą cechą tego minerału jest jego naturalny magnetyzm – właściwość, dzięki której został odkryty.

Jak donosi rzymski naukowiec Pliniusz, nazwa magnetytu pochodzi od greckiego pasterza Magnesa. Magnes pasł swoją trzodę w pobliżu wzgórza nad rzeką. Hindus w Tesalii. Nagle laska z żelaznym końcem i sandałami nabitymi gwoździami została przyciągnięta do siebie przez górę wykonaną z litego szarego kamienia. Z kolei mineralny magnetyt dał nazwę magnesowi, polu magnetycznemu i całemu tajemniczemu zjawisku magnetyzmu, które jest szczegółowo badane od czasów Arystotelesa po dzień dzisiejszy.

Właściwości magnetyczne tego minerału są wykorzystywane do dziś, przede wszystkim do poszukiwania złóż. W ten sposób odkryto unikalne złoża żelaza w rejonie Kursskiej Anomalii Magnetycznej (KMA). Minerał jest ciężki: próbka magnetytu wielkości jabłka waży 1,5 kg.

W starożytności magnetyt posiadał najróżniejsze właściwości lecznicze i zdolność czynienia cudów. Używano go do wydobywania metalu z ran, a Iwan Groźny trzymał jego niczym nie wyróżniające się kryształy wśród swoich skarbów wraz z innymi kamieniami.

Piryt to minerał podobny do ognia

Piryt - jeden z tych minerałów, który gdy go zobaczysz, chcesz wykrzyknąć: „Czy to naprawdę się stało?” Aż trudno uwierzyć, że najwyższa klasa szlifowania i polerowania, która zachwyca nas w ręcznie robionych wyrobach, w kryształach pirytu, to hojny dar natury.

Piryt swoją nazwę wziął od greckiego słowa „pyros” – ogień, co wiąże się z jego właściwością iskrzenia pod wpływem uderzenia stalowymi przedmiotami. Ten piękny minerał zachwyca złocistą barwą i jasnym połyskiem na prawie zawsze wyraźnych krawędziach. Piryt ze względu na swoje właściwości znany był już od czasów starożytnych, a w czasie epidemii gorączki złota iskry pirytu w żyłce kwarcowej rozgrzewały niejedną głowę. Nawet teraz początkujący miłośnicy kamieni często mylą piryt ze złotem.

Piryt jest minerałem wszechobecnym: powstaje z magmy, par i roztworów, a nawet osadów, za każdym razem w określonych formach i kombinacjach. Znany jest przypadek, gdy w ciągu kilkudziesięciu lat ciało górnika, który wpadł do kopalni, zamieniło się w piryt. W pirycie jest dużo żelaza – 46,5%, ale jego wydobycie jest drogie i nieopłacalne.

Fabuła

Żelazo jako materiał instrumentalny znane jest już od czasów starożytnych. Najstarsze przedmioty żelazne znalezione podczas wykopalisk archeologicznych pochodzą z IV tysiąclecia p.n.e. mi. i należą do starożytnych cywilizacji sumeryjskiej i starożytnego Egiptu. Wykonywane są one z żelaza meteorytowego, czyli stopu żelaza i niklu (zawartość tego ostatniego waha się od 5 do 30%), biżuterii z grobowców egipskich (ok. 3800 r. p.n.e.) oraz sztyletu z sumeryjskiego miasta Ur (ok. 3100 p.n.e.).e.). Podobno jedna z nazw żelaza w języku greckim i łacińskim pochodzi od niebiańskiego pochodzenia żelaza meteorytowego: „sider” (co oznacza „gwiezdny”).

Wyroby z żelaza otrzymywanego w drodze wytapiania znane są od czasów zasiedlenia plemion aryjskich od Europy po Azję, wyspy Morza Śródziemnego i dalej (przełom IV i III tysiąclecia p.n.e.). Najstarszymi znanymi narzędziami żelaznymi są stalowe ostrza znalezione w murze piramidy Cheopsa w Egipcie (zbudowanej około 2530 roku p.n.e.). Jak wykazały wykopaliska na Pustyni Nubijskiej, już w tamtych czasach Egipcjanie, próbując oddzielić wydobywane złoto od ciężkiego piasku magnetytowego, kalcynowali rudę otrębami i podobnymi substancjami zawierającymi węgiel. W rezultacie na powierzchni stopionego złota unosiła się warstwa ciasta, które poddano osobnej obróbce. Z tego żelaza wykuwano narzędzia, m.in. te znalezione w piramidzie Cheopsa. Jednak po wnuku Cheopsa Menkaura (2471-2465 p.n.e.) w Egipcie zapanowało zamieszanie: szlachta pod wodzą kapłanów boga Ra obaliła rządzącą dynastię i rozpoczął się skok uzurpatorów, który zakończył się przystąpieniem faraon kolejnej dynastii, Userkar, którego kapłani ogłosili synem i wcieleniem samego boga Ra (od tego czasu stał się to oficjalny status faraonów). Podczas tego zamieszania wiedza kulturalna i techniczna Egipcjan podupadła, a wraz z upadkiem sztuki budowania piramid zatracono technologię produkcji żelaza do tego stopnia, że ​​później, podczas eksploracji Półwyspu Synaj w poszukiwaniu miedzi, rudy Egipcjanie nie zwracali uwagi na istniejące tam złoża rudy żelaza i otrzymywali żelazo od sąsiednich Hetytów i Mitannijczyków.

Pierwszymi, którzy opanowali produkcję żelaza, byli Huttowie, na co wskazuje najstarsza (II tysiąclecie p.n.e.) wzmianka o żelazie w tekstach Hetytów, którzy założyli swoje imperium na terytorium Huttów (współczesna Anatolia w Turcji). I tak tekst hetyckiego króla Anitty (około 1800 r. p.n.e.) mówi:

Kiedy udałem się na kampanię do miasta Puruskhanda, mężczyzna z miasta Puruskhanda przyszedł mi się pokłonić (...?) i podarował mi 1 żelazny tron ​​i 1 żelazne berło (?) na znak poddania (?) ...

(źródło: Giorgadze G. G.// Biuletyn historii starożytnej. 1965. nr 4.)

W starożytności Khalibowie byli znani jako mistrzowie wyrobów żelaznych. Legenda o Argonautach (ich wyprawa w Kolchidzie miała miejsce około 50 lat przed wojną trojańską) głosi, że król Kolchidy Eet dał Jazonowi żelazny pług, aby mógł orać pole Aresa i jego poddanych, Kalibrów , są opisane:

Nie orają ziemi, nie sadzą drzew owocowych, nie pasą stad na bogatych łąkach; wydobywają rudę i żelazo z nieuprawnej ziemi i wymieniają za nią żywność. Dzień nie zaczyna się dla nich bez ciężkiej pracy, cały dzień spędzają w ciemności nocy i gęstym dymie...

Arystoteles opisał ich metodę produkcji stali: „Khalibowie kilkakrotnie przemywali piasek rzeczny swojego kraju, uwalniając w ten sposób czarny koncentrat (ciężką frakcję składającą się głównie z magnetytu i hematytu) i wytapiali go w piecach; Otrzymany w ten sposób metal miał srebrzystą barwę i był nierdzewny.”

Jako surowiec do wytopu stali wykorzystywano piaski magnetytowe, które często spotykane są wzdłuż całego wybrzeża Morza Czarnego: piaski te magnetytowe składają się z mieszaniny drobnych ziaren magnetytu, tytanomagnetytu lub ilmenitu oraz fragmentów innych skał, dzięki czemu że stal wytapiana przez Khalibów była stopowa i miała doskonałe właściwości. Ta unikalna metoda pozyskiwania żelaza sugeruje, że Khalibowie jedynie rozpowszechnili żelazo jako materiał technologiczny, jednak ich metoda nie mogła być metodą na powszechną przemysłową produkcję wyrobów żelaznych. Jednak ich produkcja stała się impulsem do dalszego rozwoju hutnictwa żelaza.

W starożytności żelazo ceniono bardziej niż złoto i według opisu Strabona plemiona afrykańskie dawały 10 funtów złota za 1 funt żelaza, a według badań historyka G. Areshyana koszt miedzi, srebra, złota i żelazo wśród starożytnych Hetytów miało stosunek 1: 160: 1280: 6400. W tamtych czasach żelazo było używane jako metal jubilerski, z niego robiono trony i inne regalia władzy królewskiej: na przykład biblijna Księga Powtórzonego Prawa 3,11 opisuje „żelazne łoże” króla Refaimów, Oga.

W grobowcu Tutanchamona (ok. 1350 r. p.n.e.) odnaleziono żelazny sztylet w złotej oprawie – prawdopodobnie prezent od Hetytów dla celów dyplomatycznych. Ale Hetyci nie dążyli do powszechnego rozpowszechniania żelaza i jego technologii, co wynika z korespondencji, która do nas dotarła między egipskim faraonem Tutanchamonem a jego teściem Hattusilem, królem Hetytów. Faraon prosi o przysłanie więcej żelaza, a król Hetytów wymijająco odpowiada, że ​​zapasy żelaza się wyczerpały, a kowale są zajęci rolnictwem, więc nie może spełnić prośby królewskiego zięcia i wysyła tylko jeden sztylet wykonany z „dobrego żelaza” (czyli stali). Jak widać Hetyci starali się wykorzystać swoją wiedzę do osiągnięcia przewagi militarnej, nie dając innym możliwości dogonienia ich. Najwyraźniej dlatego wyroby żelazne rozpowszechniły się dopiero po wojnie trojańskiej i upadku potęgi hetyckiej, kiedy dzięki działalności handlowej Greków technologia żelaza stała się znana wielu osobom, odkryto nowe złoża i kopalnie żelaza. W ten sposób epokę brązu zastąpiła epoka żelaza.

Według opisów Homera, chociaż w czasie wojny trojańskiej (ok. 1250 r. p.n.e.) broń wykonywano głównie z miedzi i brązu, żelazo było już powszechnie znane i cieszyło się dużym popytem, ​​choć bardziej jako metal szlachetny. Na przykład w 23. pieśni Iliady Homer mówi, że Achilles wręczył zwycięzcy zawodów w rzucie dyskiem żelazny dysk. Achajowie wydobywali to żelazo od Trojan i ludów sąsiednich (Iliada 7.473), w tym od Khalibów, którzy walczyli po stronie Trojan:

„Inni Achajowie kupowali u mnie wino,
Te na dźwięczną miedź, na szare żelazo zmienione,
Te na skóry wołowe lub woły o wysokich rogach,
Te za pełne. I przygotowana została radosna uczta…”

Być może żelazo było jednym z powodów, które skłoniły Greków Achajów do przeniesienia się do Azji Mniejszej, gdzie poznali tajniki jego produkcji. A wykopaliska w Atenach wykazały, że już około 1100 roku p.n.e. mi. a później żelazne miecze, włócznie, topory, a nawet żelazne gwoździe były już powszechne. Biblijna księga Jozuego 17:16 (por. Sędziów 14:4) opisuje, że Filistyni (biblijni „PILISTIM”, a były to plemiona proto-greckie spokrewnione z późniejszymi Hellenami, głównie Pelazgami) posiadali wiele żelaznych rydwanów, czyli: w tym żelazie stało się już powszechnie stosowane w dużych ilościach.

Homer w Iliadzie i Odysei nazywa żelazo „twardym metalem” i opisuje hartowanie narzędzi:

„Szybki fałszerz, który zrobił siekierę lub siekierę,
Metal do wody, podgrzewając ją tak, aby się podwoiła
Miał fortecę, zanurza ... ”

Homer nazywa żelazo trudnym, ponieważ w starożytności główną metodą jego produkcji był proces rozdmuchiwania sera: naprzemienne warstwy rudy żelaza i węgla drzewnego kalcynowano w specjalnych piecach (piece - od starożytnego „Rogu” - róg, rura, pierwotnie było to po prostu rura wkopana w ziemię, zwykle poziomo w zboczu wąwozu). W kuźni tlenki żelaza są redukowane do metalu za pomocą gorącego węgla, który pochłania tlen, utleniając się do tlenku węgla i w wyniku takiej kalcynacji rudy węglem otrzymuje się ciastowate żelazo krychinowe (gąbczaste). Kritsu oczyszczano z żużla poprzez kucie, wyciskając zanieczyszczenia silnymi uderzeniami młotka. Pierwsze kuźnie charakteryzowały się stosunkowo niską temperaturą - zauważalnie niższą od temperatury topnienia żeliwa, dlatego żelazo okazało się stosunkowo niskowęglowe. Aby uzyskać mocną stal, konieczne było wielokrotne kalcynowanie i kucie żelaznego rdzenia z węglem, przy czym wierzchnia warstwa metalu była dodatkowo nasycana węglem i wzmacniana. W ten sposób uzyskano „dobre żelazo” – i choć wymagało to wiele pracy, to otrzymane w ten sposób wyroby były znacznie mocniejsze i twardsze od brązowych.

Później nauczyli się wytwarzać wydajniejsze piece (po rosyjsku – wielki piec, domna) do produkcji stali, a do dostarczania powietrza do pieca używali miechów. Już Rzymianie wiedzieli, jak doprowadzić temperaturę w piecu do topienia stali (około 1400 stopni, a czyste żelazo topi się w temperaturze 1535 stopni). W ten sposób otrzymuje się żeliwo o temperaturze topnienia 1100-1200 stopni, które jest bardzo kruche w stanie stałym (nawet nie nadaje się do kucia) i nie ma elastyczności stali. Pierwotnie uważano go za szkodliwy produkt uboczny. surówka, po rosyjsku surówka, wlewki, skąd właściwie pochodzi słowo żeliwo), ale potem odkryto, że żeliwo po ponownym przetopieniu w piecu przy wzmożonym przepływie powietrza, żeliwo zamienia się w dobrej jakości stal, ponieważ nadmiar węgla wypala się. Ten dwuetapowy proces wytwarzania stali z żeliwa okazał się prostszy i bardziej opłacalny od procesu krytycznego, a zasada ta stosowana jest bez większych zmian przez wiele stuleci, pozostając do dziś główną metodą wytwarzania materiałów żelaznych.

Bibliografia: Karol Bax. Bogactwa wnętrza ziemi. M.: Progress, 1986, s. 244, rozdział „Żelazo”

pochodzenie imienia

Istnieje kilka wersji pochodzenia słowiańskiego słowa „żelazo” (białoruski zhalez, ukraiński zalizo, starosłowiański. żelazo, bułgarski Żelazo, Serbohorw. zhejezo, polski żelazo, Czech železo, słoweński zelezo).

Jedna z etymologii łączy Prasław. *ZelEzo z greckim słowem χαλκός , co według innej wersji oznaczało żelazo i miedź *ZelEzo podobny do słów *zely„żółw” i *oko„skała”, z ogólnym seme „kamień”. Trzecia wersja sugeruje starożytne zapożyczenie z nieznanego języka.

Języki germańskie zapożyczyły nazwę żelazo (gotyk. eisarna, Język angielski żelazo, Niemiecki Eisena, niderlandzka. ijzer, dat. Jern, szwedzki słoik) z celtyckiego.

Słowo przedceltyckie *isarno-(> OE iarn, OE Bret hoiarn), prawdopodobnie wywodzi się z Proto-IE. *h 1 esh 2 r-nie- „krwawy” z rozwinięciem semantycznym „krwawy” > „czerwony” > „żelazny”. Według innej hipotezy słowo to wywodzi się od pra-tj. *(H)ish 2 ro- „silny, święty, posiadający nadprzyrodzoną moc”.

Starożytne greckie słowo σίδηρος , mogło zostać zapożyczone z tego samego źródła, co słowiańskie, germańskie i bałtyckie słowa oznaczające srebro.

Nazwa naturalnego węglanu żelaza (syderyt) pochodzi z języka łacińskiego. sidereus- gwiaździsty; Rzeczywiście, pierwsze żelazo, które wpadło w ręce ludzi, było pochodzenia meteorytowego. Być może ta zbieżność nie jest przypadkowa. W szczególności starożytne greckie słowo sideros (σίδηρος) dla żelaza i łaciny sidus, czyli „gwiazda”, prawdopodobnie mają wspólne pochodzenie.

Izotopy

Naturalne żelazo składa się z czterech stabilnych izotopów: 54 Fe (liczba izotopowa 5,845%), 56 Fe (91,754%), 57 Fe (2,119%) i 58 Fe (0,282%). Znanych jest także ponad 20 niestabilnych izotopów żelaza o liczbach masowych od 45 do 72, z których najbardziej stabilne to 60 Fe (okres półtrwania według danych zaktualizowanych w 2009 roku wynosi 2,6 mln lat), 55 Fe (2,737 lat), 59 Fe (44,495 dni) i 52Fe (8,275 godzin); pozostałe izotopy mają okres półtrwania krótszy niż 10 minut.

Izotop żelaza 56 Fe jest jednym z najbardziej stabilnych jąder: wszystkie poniższe pierwiastki mogą zmniejszyć energię wiązania na nukleon w wyniku rozpadu, a wszystkie poprzednie pierwiastki w zasadzie mogą zmniejszyć energię wiązania na nukleon w wyniku fuzji. Uważa się, że żelazo kończy serię syntezy pierwiastków w jądrach normalnych gwiazd (patrz Żelazna Gwiazda), a wszystkie kolejne pierwiastki mogą powstać dopiero w wyniku eksplozji supernowych.

Geochemia żelaza

Źródło hydrotermalne z wodą żelazistą. Tlenki żelaza barwią wodę na brązowo.

Żelazo jest jednym z najpowszechniejszych pierwiastków w Układzie Słonecznym, zwłaszcza na planetach ziemskich, w szczególności na Ziemi. Znaczna część żelaza planet ziemskich znajduje się w jądrach planet, gdzie jego zawartość szacuje się na około 90%. Zawartość żelaza w skorupie ziemskiej wynosi 5%, a w płaszczu około 12%. Spośród metali żelazo ustępuje jedynie aluminium pod względem obfitości w korze. Jednocześnie około 86% całego żelaza znajduje się w rdzeniu, a 14% w płaszczu. Zawartość żelaza wzrasta znacząco w mafijnych skałach magmowych, gdzie jest kojarzona z piroksenem, amfibolem, oliwinem i biotytem. Żelazo gromadzi się w stężeniach przemysłowych podczas niemal wszystkich procesów egzogennych i endogennych zachodzących w skorupie ziemskiej. Woda morska zawiera żelazo w bardzo małych ilościach, 0,002-0,02 mg/l. W wodzie rzecznej jest nieco wyższa – 2 mg/l.

Właściwości geochemiczne żelaza

Najważniejszą cechą geochemiczną żelaza jest obecność kilku stopni utlenienia. Żelazo w postaci obojętnej – metalicznej – stanowi rdzeń ziemi, prawdopodobnie występuje w płaszczu i bardzo rzadko występuje w skorupie ziemskiej. Żelazo żelazne FeO jest główną formą żelaza występującą w płaszczu i skorupie ziemskiej. Tlenek żelaza Fe 2 O 3 jest charakterystyczny dla najwyższych, najbardziej utlenionych części skorupy ziemskiej, w szczególności skał osadowych.

Pod względem właściwości krystalicznych jon Fe 2+ jest zbliżony do jonów Mg 2+ i Ca 2+ - innych głównych pierwiastków, które stanowią znaczną część wszystkich ziemskich skał. Ze względu na podobieństwo krystaliczno-chemiczne żelazo zastępuje w wielu krzemianach magnez i częściowo wapń. W tym przypadku zawartość żelaza w minerałach o zmiennym składzie zwykle wzrasta wraz ze spadkiem temperatury.

Minerały żelaza

Znanych jest wiele rud i minerałów zawierających żelazo. Największe znaczenie praktyczne mają czerwona ruda żelaza (hematyt, Fe 2 O 3; zawiera do 70% Fe), magnetyczna ruda żelaza (magnetyt, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; zawiera 72,4% Fe), brunatna ruda żelaza lub limonit (odpowiednio getyt i hydrogoetyt, FeOOH i FeOOH nH 2 O). Goethyt i hydrogoetyt spotykane są najczęściej w skorupach wietrzących, tworząc tzw. „żelazne kapelusze”, których miąższość sięga kilkuset metrów. Mogą być również pochodzenia osadowego, wypadają z roztworów koloidalnych w jeziorach lub obszarach przybrzeżnych mórz. W tym przypadku powstają rudy żelaza oolitowe lub strączkowe. Często występuje w nich wiwianit Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, tworzący czarne wydłużone kryształy i radialne agregaty.

Siarczki żelaza są również szeroko rozpowszechnione w przyrodzie - piryt FeS 2 (siarka lub piryt żelaza) i pirotyn. Nie są to rudy żelaza - piryt wykorzystuje się do produkcji kwasu siarkowego, a pirotyn często zawiera nikiel i kobalt.

Pod względem zasobów rudy żelaza Rosja zajmuje pierwsze miejsce na świecie. Zawartość żelaza w wodzie morskiej wynosi 1,10 −5 -1,10 −8%.

Inne popularne minerały żelaza to:

  • Syderyt – FeCO 3 – zawiera około 35% żelaza. Ma żółtawo-biały (w przypadku zabrudzenia szary lub brązowy odcień). Gęstość wynosi 3 g/cm3, a twardość 3,5-4,5 w skali Mohsa.
  • Markasyt – FeS 2 – zawiera 46,6% żelaza. Występuje w postaci żółtych, mosiężnych, bipiramidalnych, rombowych kryształów o gęstości 4,6-4,9 g/cm3 i twardości 5-6 w skali Mohsa.
  • Löllingit – FeAs 2 – zawiera 27,2% żelaza i występuje w postaci srebrzystobiałych bipiramidalnych rombowych kryształów. Gęstość wynosi 7-7,4 g / cm3, twardość 5-5,5 w skali Mohsa.
  • Mispikel – FeAsS – zawiera 34,3% żelaza. Występuje w postaci białych, jednoskośnych pryzmatów o gęstości 5,6-6,2 g/cm3 i twardości 5,5-6 w skali Mohsa.
  • Melanteryt - FeSO 4 · 7H 2 O - występuje rzadziej w przyrodzie i jest zielonym (lub szarym z powodu zanieczyszczeń) kryształami jednoskośnymi o szklistym połysku i kruchymi. Gęstość wynosi 1,8-1,9 g/cm3.
  • Wiwianit - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - występuje w postaci niebieskoszarych lub zielonoszarych jednoskośnych kryształów o gęstości 2,95 g/cm3 i twardości 1,5-2 w skali Mohsa.

Oprócz powyższych minerałów żelaza istnieją na przykład:

Główne złoża

Według US Geological Survey (szacunki z 2011 r.) potwierdzone światowe zasoby rudy żelaza wynoszą około 178 miliardów ton. Główne złoża żelaza znajdują się w Brazylii (1. miejsce), Australii, USA, Kanadzie, Szwecji, Wenezueli, Liberii, Ukrainie, Francji, Indiach. W Rosji żelazo wydobywa się w Kursskiej Anomalii Magnetycznej (KMA), na Półwyspie Kolskim, w Karelii i na Syberii. W ostatnim czasie znaczącą rolę zyskały denne osady oceaniczne, w których żelazo wraz z manganem i innymi cennymi metalami występuje w postaci konkrecji.

Paragon

W przemyśle żelazo otrzymuje się z rud żelaza, głównie z hematytu (Fe 2 O 3) i magnetytu (FeO Fe 2 O 3).

Istnieją różne sposoby wydobywania żelaza z rud. Najbardziej powszechnym jest proces domenowy.

Pierwszym etapem produkcji jest redukcja żelaza węglem w wielkim piecu w temperaturze 2000°C. W wielkim piecu węgiel w postaci koksu, ruda żelaza w postaci aglomeratu lub peletek oraz topnik (taki jak wapień) podawane są od góry i spotykane od dołu strumieniem wymuszonego gorącego powietrza.

W piecu węgiel w postaci koksu utlenia się do tlenku węgla. Tlenek ten powstaje podczas spalania przy braku tlenu:

Z kolei tlenek węgla redukuje żelazo z rudy. Aby przyspieszyć tę reakcję, podgrzany tlenek węgla przepuszcza się przez tlenek żelaza (III):

Tlenek wapnia łączy się z dwutlenkiem krzemu tworząc żużel – metakrzemian wapnia:

Żużel, w przeciwieństwie do dwutlenku krzemu, topi się w piecu. Żużel lżejszy od żelaza unosi się na powierzchni - ta właściwość pozwala na oddzielenie żużla od metalu. Żużel można następnie wykorzystać w budownictwie i rolnictwie. Stopione żelazo produkowane w wielkim piecu zawiera dość dużo węgla (żeliwo). Z wyjątkiem przypadków, w których żeliwo jest wykorzystywane bezpośrednio, wymaga ono dalszej obróbki.

Nadmiar węgla i inne zanieczyszczenia (siarka, fosfor) są usuwane z żeliwa poprzez utlenianie w piecach martenowskich lub konwertorach. Do wytapiania stali stopowych wykorzystuje się także piece elektryczne.

Oprócz procesu wielkopiecowego powszechny jest proces bezpośredniej produkcji żelaza. W tym przypadku wstępnie pokruszoną rudę miesza się ze specjalną gliną, tworząc pelety. Pelety są wypalane i poddawane obróbce w piecu szybowym gorącymi produktami konwersji metanu, które zawierają wodór. Wodór łatwo redukuje żelazo:

,

w tym przypadku żelazo nie zostaje zanieczyszczone takimi zanieczyszczeniami jak siarka i fosfor, które są powszechnymi zanieczyszczeniami węgla. Żelazo otrzymuje się w postaci stałej, a następnie topi się w piecach elektrycznych.

Chemicznie czyste żelazo otrzymuje się przez elektrolizę roztworów jego soli.

Właściwości fizyczne

Zjawisko polimorfizmu jest niezwykle ważne dla hutnictwa stali. To dzięki przejściom α-γ sieci krystalicznej następuje obróbka cieplna stali. Bez tego zjawiska żelazo jako podstawa stali nie zyskałoby tak szerokiego zastosowania.

Żelazo jest metalem średnio ogniotrwałym. W szeregu standardowych potencjałów elektrod żelazo plasuje się przed wodorem i łatwo reaguje z rozcieńczonymi kwasami. Zatem żelazo należy do metali o aktywności pośredniej.

Temperatura topnienia żelaza wynosi 1539°C, temperatura wrzenia 2862°C.

Właściwości chemiczne

Charakterystyczne stany utlenienia

  • Kwas nie występuje w postaci wolnej – otrzymuje się jedynie jego sole.

Żelazo charakteryzuje się stopniami utlenienia żelaza - +2 i +3.

Stopień utlenienia +2 odpowiada czarnemu tlenkowi FeO i zielonemu wodorotlenkowi Fe(OH) 2. Mają charakter podstawowy. W solach Fe(+2) występuje jako kation. Fe(+2) jest słabym środkiem redukującym.

Stopień utlenienia +3 odpowiada czerwonobrązowemu tlenkowi Fe 2 O 3 i brązowemu wodorotlenkowi Fe(OH) 3. Mają charakter amfoteryczny, chociaż kwaśny, a ich podstawowe właściwości są słabo wyrażone. Zatem jony Fe 3+ ulegają całkowitej hydrolizie nawet w środowisku kwaśnym. Fe(OH) 3 rozpuszcza się (i nawet nie całkowicie) tylko w stężonych alkaliach. Fe 2 O 3 reaguje z zasadami dopiero po stopieniu, dając ferryty (formalne sole kwasowe kwasu HFeO 2, które nie występują w postaci wolnej):

Żelazo (+3) najczęściej wykazuje słabe właściwości utleniające.

Stany utlenienia +2 i +3 łatwo zmieniają się między sobą, gdy zmieniają się warunki redoks.

Ponadto istnieje tlenek Fe 3 O 4, formalny stopień utlenienia żelaza, w którym wynosi +8/3. Jednak tlenek ten można również uznać za ferryt żelaza (II) Fe +2 (Fe +3 O 2) 2.

Istnieje również stopień utlenienia +6. Odpowiedni tlenek i wodorotlenek nie występują w postaci wolnej, ale otrzymuje się sole - nadżelaziany (na przykład K 2 FeO 4). Żelazo (+6) występuje w nich w formie anionu. Żelazany są silnymi utleniaczami.

Właściwości substancji prostej

Żelazo przechowywane na powietrzu w temperaturze do 200°C stopniowo pokrywa się gęstą warstwą tlenku, co zapobiega dalszemu utlenianiu metalu. W wilgotnym powietrzu żelazo pokrywa się luźną warstwą rdzy, co nie utrudnia dostępu tlenu i wilgoci do metalu i jego zniszczenia. Rdza nie ma stałego składu chemicznego, w przybliżeniu jej wzór chemiczny można zapisać jako Fe 2 O 3 x H 2 O.

Związki żelaza(II).

Tlenek żelaza(II) FeO ma właściwości zasadowe, odpowiada mu zasada Fe(OH) 2. Sole żelaza (II) mają jasnozielony kolor. Podczas przechowywania, szczególnie w wilgotnym powietrzu, brązowieją w wyniku utlenienia do żelaza (III). Ten sam proces zachodzi podczas przechowywania wodnych roztworów soli żelaza (II):

Spośród soli żelaza(II) w roztworach wodnych najbardziej stabilna jest sól Mohra – podwójna amonowa i siarczan żelaza(II) (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O.

Heksacyjanożelazian(III) potasu K3 (sól z czerwonej krwi) może służyć jako odczynnik dla jonów Fe 2+ w roztworze. Kiedy jony Fe 2+ i 3− oddziałują, tworzy się błękitny osad Turnboole’a:

Do ilościowego oznaczania żelaza (II) w roztworze stosuje się fenantrolinę Phen, która tworzy z żelazem (II) czerwony kompleks FePhen 3 (maksymalna absorpcja światła – 520 nm) w szerokim zakresie pH (4-9).

Związki żelaza(III).

Związki żelaza(III) w roztworach są redukowane przez metaliczne żelazo:

Żelazo(III) może tworzyć podwójne siarczany z pojedynczo naładowanymi kationami, takimi jak ałun, na przykład KFe(SO 4) 2 - ałun żelazowo-potasowy, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - ałun żelazowo-amonowy itp. .

Do jakościowego wykrywania związków żelaza(III) w roztworze wykorzystuje się jakościową reakcję jonów Fe 3+ z jonami SCN – tiocyjanianowymi. Kiedy jony Fe 3+ oddziałują z anionami SCN -, powstaje mieszanina jasnoczerwonych kompleksów tiocyjanianów żelaza 2+ , + , Fe(SCN) 3 , -. Skład mieszaniny (a co za tym idzie intensywność jej zabarwienia) zależy od różnych czynników, dlatego metoda ta nie ma zastosowania do dokładnego jakościowego oznaczania żelaza.

Kolejnym wysokiej jakości odczynnikiem do usuwania jonów Fe 3+ jest heksacyjanożelazian(II) potasu (żółta sól krwi). Kiedy jony Fe 3+ i 4− oddziałują, powstaje jasnoniebieski osad błękitu pruskiego:

Związki żelaza(VI).

Właściwości utleniające nadżelazianów wykorzystuje się do dezynfekcji wody.

Związki żelaza VII i VIII

Istnieją doniesienia na temat elektrochemicznego otrzymywania związków żelaza(VIII). , , , nie ma jednak niezależnych prac potwierdzających te wyniki.

Aplikacja

Ruda żelaza

Żelazo jest jednym z najczęściej używanych metali, stanowiącym aż 95% światowej produkcji metalurgicznej.

  • Żelazo jest głównym składnikiem stali i żeliwa – najważniejszych materiałów konstrukcyjnych.
  • Żelazo może być częścią stopów na bazie innych metali - na przykład niklu.
  • Magnetyczny tlenek żelaza (magnetyt) jest ważnym materiałem do produkcji komputerowych urządzeń pamięci długoterminowej: dysków twardych, dyskietek itp.
  • Ultradrobny proszek magnetytowy jest stosowany w wielu czarno-białych drukarkach laserowych zmieszany z granulkami polimeru jako tonerem. Wykorzystuje zarówno czarny kolor magnetytu, jak i jego zdolność do przylegania do namagnesowanego wałka transferowego.
  • Unikalne właściwości ferromagnetyczne wielu stopów na bazie żelaza przyczyniają się do ich szerokiego zastosowania w elektrotechnice do obwodów magnetycznych transformatorów i silników elektrycznych.
  • Chlorek żelaza (III) (chlorek żelaza) jest stosowany w amatorskiej praktyce radiowej do trawienia płytek drukowanych.
  • Heptat siarczanu żelazawego (siarczan żelazawy) zmieszany z siarczanem miedzi służy do zwalczania szkodliwych grzybów w ogrodnictwie i budownictwie.
  • Żelazo służy jako anoda w akumulatorach żelazowo-niklowych i żelazowo-powietrznych.
  • Wodne roztwory chlorków żelazawych i żelazowych, a także ich siarczanów stosuje się jako koagulanty w procesach oczyszczania wód naturalnych i ściekowych w uzdatnianiu wody w przedsiębiorstwach przemysłowych.

Biologiczne znaczenie żelaza

W organizmach żywych żelazo jest ważnym pierwiastkiem śladowym, katalizującym procesy wymiany tlenu (oddychanie). Organizm dorosłego człowieka zawiera około 3,5 grama żelaza (około 0,02%), z czego 78% stanowi główny aktywny pierwiastek hemoglobiny we krwi, reszta wchodzi w skład enzymów innych komórek, katalizując procesy oddychania w komórkach. Niedobór żelaza objawia się chorobą organizmu (chloroza u roślin i anemia u zwierząt).

Zazwyczaj żelazo dostaje się do enzymów w postaci kompleksu zwanego hemem. W szczególności kompleks ten występuje w hemoglobinie, najważniejszym białku zapewniającym transport tlenu we krwi do wszystkich narządów ludzi i zwierząt. I to on zabarwia krew na jej charakterystyczny czerwony kolor.

Kompleksy żelaza inne niż hem znajdują się na przykład w enzymie monooksygenazie metanu, który utlenia metan do metanolu, w ważnym enzymie reduktazie rybonukleotydowej, biorącym udział w syntezie DNA.

Nieorganiczne związki żelaza występują w niektórych bakteriach i czasami są przez nie wykorzystywane do wiązania azotu z powietrza.

Żelazo dostaje się do organizmu zwierząt i ludzi wraz z pożywieniem (najbogatsze w niego są wątroba, mięso, jaja, rośliny strączkowe, chleb, zboża i buraki). Co ciekawe, szpinak został kiedyś błędnie uwzględniony na tej liście (w wyniku literówki w wynikach analizy – pominięto „dodatkowe” zero po przecinku).

Nadmierna dawka żelaza (200 mg i więcej) może działać toksycznie. Przedawkowanie żelaza hamuje działanie układu antyoksydacyjnego organizmu, dlatego też osobom zdrowym nie zaleca się przyjmowania suplementów żelaza.

Notatki

  1. Encyklopedia chemiczna: w 5 tomach / Redakcja: Knunyants I. L. (redaktor naczelny). - M .: Encyklopedia radziecka, 1990. - T. 2. - s. 140. - 671 s. - 100 000 egzemplarzy.
  2. Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. Chemia ogólna i nieorganiczna: Podręcznik dla uniwersytetów. - wyd. 4, usunięte. - M.: Chemia, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, s. 2-3. 529
  3. M. Vasmer. Słownik etymologiczny języka rosyjskiego. - Postęp. - 1986. - T. 2. - s. 42-43.
  4. Trubaczow O. N. Etymologie słowiańskie. // Zagadnienia językoznawstwa słowiańskiego, nr 2, 1957.
  5. Boryś W. Słownik etymologiczny języka polskiego. - Kraków: Wydawnictwo Literackie. - 2005. - S. 753-754.
  6. Walde A. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Uniwersytet Carla Wintera. - 1906. - S. 285.
  7. Meye A. Główne cechy grupy języków germańskich. -URSS. - 2010. - S. 141.
  8. Matasović R. Słownik etymologiczny języka protoceltyckiego. - Świetnie. - 2009. - S. 172.
  9. Mallory, J.P., Adams, D.Q. Encyklopedia kultury indoeuropejskiej. - Fitzroy-Dearborn. - 1997. - s. 314.
  10. „Nowy pomiar okresu półtrwania 60 Fe”. Listy z przeglądu fizycznego 103 : 72502. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
  11. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot i A. H. Wapstra (2003). „Ocena NUBASE właściwości jądrowych i rozpadu”. Fizyka Jądrowa A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  12. Yu M. Shirokov, N. P. Yudin. Fizyka nuklearna. M.: Nauka, 1972. Rozdział Kosmofizyka jądrowa.
  13. R. Ripan, I. Ceteanu. Chemia nieorganiczna // Chemia niemetali = Chimia metalelor. - Moskwa: Mir, 1972. - T. 2. - P. 482-483. - 871 s.
  14. Złoto i metale szlachetne
  15. Metalurgia i obróbka cieplna stali. Nr ref. wyd. W 3 tomach / wyd. M. L. Bershtein, A. G. Rakhstadt. - wyd. 4, poprawione. i dodatkowe T. 2. Podstawy obróbki cieplnej. W 2 książkach. Książka 1. M.: Metalurgia, 1995. 336 s.
  16. T. Takahashi i W.A. Bassett, „Wysokociśnieniowy polimorf żelaza”, Nauka, Tom. 145 #3631, 31 lipca 1964, s. 483-486.
  17. Schilt A. Analityczne zastosowanie 1,10-fenantroliny i związków pokrewnych. Oksford, Pergamon Press, 1969.
  18. Lurie Yu Yu Podręcznik chemii analitycznej. M., Chemia, 1989. s. 297.
  19. Lurie Yu Yu Podręcznik chemii analitycznej. M., Chemia, 1989, s. 315.
  20. Brower G. (red.) Przewodnik po syntezie nieorganicznej. t. 5. M., Mir, 1985. s. 1757-1757.
  21. Remy G. Kurs chemii nieorganicznej. t. 2. M., Mir, 1966. S. 309.
  22. Kiselev Yu. M., Kopelev N. S., Spitsyn V. I., Martynenko L. I. Żelazo ośmiowartościowe // Dokl. Akademia Nauk ZSRR. 1987. T.292. s. 628-631
  23. Perfilyev Yu. D., Kopelev N. S., Kiselev Yu. M., Spitsyn V. I. Mössbauer study of ośmiowartościowego żelaza // Dokl. Akademia Nauk ZSRR. 1987. T.296. s. 1406-1409
  24. Kopelev N.S., Kiselev Yu.M., Perfiliev Yu.D. Spektroskopia Mossbauera oksokompleksów żelaza na wyższych stopniach utlenienia // J. Radioanal. Nukl. Chem. 1992.V.157. R.401-411.
  25. „Normy fizjologicznego zapotrzebowania na energię i składniki odżywcze różnych grup ludności Federacji Rosyjskiej” MR 2.3.1.2432-08

Źródła (do działu Historia)

  • G. G. Giorgadze.„Tekst Anitty” i niektóre pytania dotyczące wczesnej historii Hetytów
  • R. M. Abramishvili. W sprawie rozwoju żelaza na terytorium Gruzji Wschodniej, VGMG, XXII-B, 1961.
  • Khakhutaishvili D.A. O historii starożytnej kolchijskiej hutnictwa żelaza. Zagadnienia historii starożytnej (zbiór kaukasko-bliskowschodni, nr 4). Tbilisi, 1973.
  • Herodot.„Historia”, 1:28.
  • Homera.„Iliada”, „Odyseja”.
  • Wergiliusz.„Eneida”, 3:105.
  • Arystoteles.„O niewiarygodnych plotkach”, II, 48. VDI 1947, nr 2, s. 327.
  • Łomonosow M. W. Pierwsze podstawy metalurgii.

Zobacz też

  • Kategoria:Związki żelaza

Spinki do mankietów

  • Choroby spowodowane niedoborem i nadmiarem żelaza w organizmie człowieka

Żelazo w czystej postaci jest ciągliwym szarym metalem, który można łatwo przetwarzać. A jednak dla ludzi pierwiastek Fe jest bardziej praktyczny w połączeniu z węglem i innymi zanieczyszczeniami, które umożliwiają tworzenie stopów metali - stali i żeliwa. 95% - dokładnie tyle wszystkich wyrobów metalowych produkowanych na świecie zawiera żelazo jako główny pierwiastek.

Żelazo: historia

Pierwsze wyroby żelazne wykonane przez człowieka naukowcy datują na IV tysiąclecie p.n.e. e., a badania wykazały, że do ich produkcji używano żelaza meteorytowego, które charakteryzuje się zawartością niklu na poziomie 5–30 proc. To ciekawe, ale dopóki ludzkość nie opanowała ekstrakcji Fe poprzez jego wytapianie, żelazo było cenione bardziej niż złoto. Wyjaśniono to faktem, że mocniejsza i bardziej niezawodna stal była znacznie bardziej odpowiednia do produkcji narzędzi i broni niż miedź i brąz.

Starożytni Rzymianie nauczyli się wytwarzać pierwsze żeliwo: ich piece potrafiły podnieść temperaturę rudy do 1400 o C, a dla żeliwa wystarczała temperatura 1100-1200 o C. Następnie uzyskano także czystą stal, o temperaturze topnienia która, jak wiadomo, wynosi 1535 stopni Celsjusza.

Właściwości chemiczne Fe

Z czym wchodzi żelazo? Żelazo oddziałuje z tlenem, czemu towarzyszy tworzenie się tlenków; z wodą w obecności tlenu; z kwasami siarkowymi i solnymi:

  • 3Fe+2O2 = Fe3O4
  • 4Fe+3O 2 +6H 2 O = 4Fe(OH) 3
  • Fe+H2SO4 = FeSO4+H2
  • Fe+2HCl = FeCl2+H2

Ponadto żelazo reaguje z zasadami tylko wtedy, gdy są stopionymi silnymi utleniaczami. Żelazo nie reaguje z utleniaczami w normalnej temperaturze, ale zawsze zaczyna reagować, gdy wzrasta.

Zastosowanie żelaza w budownictwie

Wykorzystanie żelaza w budownictwie jest dziś nie do przecenienia, ponieważ konstrukcje metalowe są podstawą absolutnie każdego nowoczesnego budynku. W tym obszarze Fe stosuje się w zwykłych stalach, żeliwie i kutym żelazie. Ten element można znaleźć wszędzie, od konstrukcji krytycznych po śruby kotwiące i gwoździe.

Budowa konstrukcji budowlanych ze stali jest znacznie tańsza, można też mówić o wyższych stawkach za budowę. Zwiększa to znacznie wykorzystanie żelaza w budownictwie, a sam przemysł zaczyna stosować nowe, bardziej wydajne i niezawodne stopy na bazie Fe.

Zastosowanie żelaza w przemyśle

Stosowanie żelaza i jego stopów – żeliwa i stali – jest podstawą nowoczesnej budowy obrabiarek, samolotów, przyrządów i innych urządzeń. Dzięki cyjankom i tlenkom Fe funkcjonuje przemysł farb i lakierów, a do uzdatniania wody wykorzystuje się siarczany żelaza. Przemysł ciężki jest całkowicie nie do pomyślenia bez użycia stopów na bazie Fe+C. Jednym słowem żelazo jest niezastąpionym, ale jednocześnie dostępnym i stosunkowo niedrogim metalem, który jako część jego stopów ma niemal nieograniczony zakres zastosowania.


Zastosowanie żelaza w medycynie

Wiadomo, że każdy dorosły człowiek zawiera aż 4 gramy żelaza. Pierwiastek ten jest niezwykle ważny dla funkcjonowania organizmu, w szczególności dla zdrowia układu krążenia (hemoglobina w czerwonych krwinkach). Istnieje wiele leków na bazie żelaza, które mogą zwiększać poziom Fe, aby zapobiec rozwojowi niedokrwistości z niedoboru żelaza.

Żelazo- metal, którego zastosowanie w przemyśle i życiu codziennym praktycznie nie ma granic. Udział żelaza w światowej produkcji metali wynosi około 95%. Jego zastosowanie, jak każdego innego materiału, zależy od pewnych właściwości.

Żelazo odegrało ogromną rolę w rozwoju cywilizacji ludzkiej. Człowiek prymitywny zaczął używać narzędzi żelaznych kilka tysiącleci p.n.e. W tamtym czasie jedynym źródłem tego metalu były spadające na Ziemię meteoryty, które zawierały dość czyste żelazo. Dało to początek legendom wśród wielu narodów o niebiańskim pochodzeniu żelaza.

W połowie II tysiąclecia p.n.e. W Egipcie opanowano wydobycie żelaza z rud żelaza. Uważa się, że zapoczątkowało to w historii ludzkości epokę żelaza, która zastąpiła epokę kamienia i brązu. Jednak już 3-4 tysiące lat temu mieszkańcy północnego regionu Morza Czarnego – Cymeryjczycy – wytapiali żelazo z rud bagiennych.

Żelazo do dziś nie straciło na znaczeniu. To najważniejszy metal współczesnej technologii. Ze względu na niską wytrzymałość żelazo praktycznie nie jest stosowane w czystej postaci. Jednak w życiu codziennym produkty stalowe lub żeliwne często nazywane są „żelaznymi”. W końcu ważnymi materiałami konstrukcyjnymi - stalą i żeliwem - są stopy żelaza i węgla. Wykonuje się z nich różnorodne przedmioty.

Ośmioboczny cokół pomnika księcia Włodzimierza jest zbudowany z cegły i wyłożony żeliwem.

Prototypem gigantycznej konstrukcji Atomium w Brukseli był model żelaznej sieci krystalicznej. Po odbudowie Atomium jest ponownie otwarte dla zwiedzających. Oryginalne pokrycie każdej kuli o powierzchni 240 m2 wykonano z 720 trójkątnych płyt aluminiowych. Teraz zastąpiono je 48 płytami ze stali nierdzewnej.

Ponadto żelazo może być składnikiem stopów na bazie innych metali, np. niklu. Stopy magnetyczne zawierają również żelazo.

Tworzy się materiały na bazie żelaza, które wytrzymują wysokie i niskie temperatury, próżnię i wysokie ciśnienia. Z powodzeniem wytrzymują agresywne środowisko, napięcie zmienne, promieniowanie radioaktywne itp.

Produkcja żelaza i jego stopów stale rośnie. Materiały te są uniwersalne, zaawansowane technologicznie, dostępne i tanie w dużych ilościach. Baza surowcowa żelaza jest dość duża. Odkryte już zasoby rudy żelaza przetrwają co najmniej dwa stulecia. Dlatego żelazo na długo pozostanie „fundamentem” cywilizacji.

Żelazo od dawna było używane jako materiał artystyczny w Egipcie, Mezopotamii i Indiach. Od średniowiecza zachowało się wiele wysoce artystycznych wyrobów ze stopów żelaza. Współcześni artyści również szeroko wykorzystują stopy żelaza. Materiał ze strony

Wśród wielu wyrobów artystycznych nie można pominąć „Palmy Mercowa” – dzieła sztuki ukraińskich mistrzów. Został wykuty przez Aleksieja Mertsalova w Juzowskim Zakładzie Metalurgicznym w 1886 roku. Została uznana za godną Grand Prix Ogólnorosyjskiej Wystawy Przemysłu i Sztuki w Niżnym Nowogrodzie. W 1900 r. „Palma Mertsalova” w ramach ekspozycji fabryki Yuzovsky otrzymała najwyższą nagrodę na Wystawie Światowej w Paryżu.

I w XXI wieku. Trudno znaleźć branżę, która nie wykorzystuje żelaza. Jego znaczenie nie zmniejszyło się wraz z przejściem wielu funkcji metali na materiały syntetyczne stworzone przez przemysł chemiczny.

Cele Lekcji:

  • wyrobić sobie pojęcie o właściwościach fizycznych i chemicznych żelaza w zależności od stopnia utlenienia, jakie wykazuje i charakteru środka utleniającego;
  • rozwijać u uczniów myślenie teoretyczne i umiejętność przewidywania właściwości substancji w oparciu o wiedzę o jej strukturze;
  • rozwijać myślenie konceptualne w zakresie takich operacji, jak analiza, porównanie, uogólnienie, systematyzacja;
  • rozwijać takie cechy myślenia, jak obiektywność, zwięzłość i jasność, samokontrola i aktywność.

Cele Lekcji:

  • zaktualizować wiedzę uczniów na temat: „Budowa atomu”;
  • organizować zbiorową pracę uczniów od ustalenia zadania edukacyjnego do efektu końcowego (sporządź schemat referencyjny lekcji);
  • podsumuj materiał na temat: „Metale” i rozważ właściwości żelaza i jego zastosowanie;
  • organizować samodzielne prace badawcze w parach w celu zbadania właściwości chemicznych żelaza;
  • organizować wzajemną kontrolę uczniów na lekcji.

Typ lekcji: nauka nowego materiału.

Odczynniki i sprzęt:

  • żelazko (proszek, talerz, spinacz),
  • siarka,
  • kwas chlorowodorowy,
  • siarczan miedzi(II).
  • sieć krystaliczna żelaza,
  • plakaty z grami,
  • magnes,
  • wybór ilustracji na dany temat,
  • probówki,
  • lampa alkoholowa,
  • mecze,
  • łyżka do spalania substancji łatwopalnych,
  • Mapy geograficzne.

Struktura lekcji

  1. Część wprowadzająca.
  2. Nauka nowego materiału.
  3. Wiadomość o zadaniu domowym.
  4. Konsolidacja badanego materiału.

Podczas zajęć

1. Część wprowadzająca

Organizowanie czasu.

Sprawdzanie dostępności studentów.

Wiadomość dotycząca tematu lekcji. Zapisz temat na tablicy i w zeszytach uczniów.

2. Nauka nowego materiału

– Jak myślisz, jaki będzie temat naszej dzisiejszej lekcji?

1. Wygląd żelaza zapoczątkowało epokę żelaza w cywilizacji ludzkiej.

Skąd starożytni ludzie czerpali żelazo w czasach, gdy nie wiedzieli jeszcze, jak je wydobyć z rudy? Żelazo, przetłumaczone z języka sumeryjskiego, to metal, który „spadł z nieba, niebiański”. Pierwszym żelazem, jakie napotkała ludzkość, było żelazo z meteorytów. Po raz pierwszy udowodniono, że „żelazne kamienie spadają z nieba” w 1775 r. Rosyjski naukowiec P.S. Palace, który przywiózł do Petersburga blok rodzimego meteorytu żelaznego o wadze 600 kg. Największym meteorytem żelaznym jest meteoryt „Goba”, znaleziony w 1920 roku w Afryce Południowo-Zachodniej, o wadze około 60 ton.Przypomnijmy sobie grób Tutanchamona: złoto, złoto. Wspaniałe prace zachwycają, blask olśniewa oczy. Ale oto, co K. Kerram pisze w książce „Bogowie, grobowce, naukowcy” o małym żelaznym amulecie Tutanchamona: „Amulet jest jednym z najwcześniejszych produktów Egiptu i… w grobowcu wypełnionym prawie po brzegi złota, to właśnie to skromne znalezisko miało największą wartość z punktu widzenia historii kultury”. W grobowcu faraona znaleziono jedynie kilka żelaznych przedmiotów, a wśród nich żelazny amulet boga Horusa, mały sztylet z żelaznym ostrzem i złotą rękojeścią oraz mały żelazny stołek „Urs”.

Naukowcy sugerują, że to właśnie kraje Azji Mniejszej, gdzie zamieszkiwały plemiona hetyckie, były kolebką przemysłu żelaznego i stalowego. Żelazo przybyło do Europy z Azji Mniejszej już w I tysiącleciu p.n.e.; Tak rozpoczęła się epoka żelaza w Europie.

Słynna stal damasceńska (lub stal damasceńska) była wytwarzana na Wschodzie już w czasach Arystotelesa (IV wiek p.n.e.). Ale technologia jego wytwarzania była utrzymywana w tajemnicy przez wiele stuleci.

Śnił mi się inny rodzaj smutku
O szarej stali damasceńskiej.
Widziałem, jak hartowano stal
Jak jeden z młodych niewolników
Wybrali go, nakarmili,
Aby jego ciało nabrało siły.
Czekałem na termin
A potem rozpalone do czerwoności ostrze
Zanurzyli się w muskularnym ciele,
Gotowe ostrze zostało wyjęte.
Silniejszy niż stal, Wschód nie widział,
Silniejszy niż stal i gorzszy niż smutek.

Ponieważ stal damasceńska jest stalą o bardzo dużej twardości i elastyczności, produkty z niej wykonane nie ulegają stępieniu podczas ostrzenia. Rosyjski metalurg P.P. ujawnił tajemnicę stali damasceńskiej. Anosow. Bardzo powoli schładzał gorącą stal w specjalnym roztworze oleju technicznego podgrzanego do określonej temperatury; Podczas procesu chłodzenia stal została kuta.

(Pokaz rysunków.)

Żelazo to srebrnoszary metal


Żelazo to srebrnoszary metal

Te gwoździe są zrobione z żelaza

Stal wykorzystywana jest w przemyśle motoryzacyjnym

Stal służy do produkcji instrumentów medycznych

Do produkcji lokomotyw używa się stali


Wszystkie metale podlegają korozji



Wszystkie metale podlegają korozji

2. Pozycja żelaza w PSHEM.

Poznajemy położenie żelaza w PSCEM, ładunek jądra i rozkład elektronów w atomie.

3. Właściwości fizyczne żelaza.

– Jakie znasz właściwości fizyczne żelaza?

Żelazo to srebrzystobiały metal o temperaturze topnienia 1539 o C. Jest bardzo ciągliwy, dlatego łatwo się go obrabia, kuje, walcuje, tłoczy. Żelazo ma zdolność magnesowania i rozmagnesowywania, dlatego wykorzystuje się je jako rdzenie elektromagnesów w różnych maszynach i urządzeniach elektrycznych. Można mu nadać większą wytrzymałość i twardość metodami termicznymi i mechanicznymi, na przykład przez hartowanie i walcowanie.

Wyróżnia się żelazo czyste chemicznie i technicznie czyste. Technicznie czyste żelazo to zasadniczo stal niskowęglowa, zawiera 0,02-0,04% węgla, a jeszcze mniej tlenu, siarki, azotu i fosforu. Chemicznie czyste żelazo zawiera mniej niż 0,01% zanieczyszczeń. Chemicznie czyste żelazo - srebrnoszary, błyszczący metal, bardzo podobny wyglądem do platyny. Chemicznie czyste żelazo jest odporne na korozję (pamiętasz, czym jest korozja? Demonstracja korozyjnego gwoździa) i dobrze radzi sobie z kwasami. Jednak znikoma ilość zanieczyszczeń pozbawia go tych cennych właściwości.

4. Właściwości chemiczne żelaza.

Opierając się na Twojej wiedzy na temat właściwości chemicznych metali, jak myślisz, jakie właściwości chemiczne będzie miało żelazo?

Demonstracja eksperymentów.

  • Oddziaływanie żelaza z siarką.

Praktyczna praca.

  • Oddziaływanie żelaza z kwasem solnym.
  • Oddziaływanie żelaza z siarczanem miedzi (II).

5. Stosowanie żelaza.

Rozmowa na pytania:

– Jak myślisz, jakie jest rozmieszczenie żelaza w przyrodzie?

Żelazo jest jednym z najczęściej występujących pierwiastków w przyrodzie. W skorupie ziemskiej jego udział masowy wynosi 5,1%, według tego wskaźnika ustępuje jedynie tlenowi, krzemowi i aluminium. Dużo żelaza znajduje się także w ciałach niebieskich, co ustalono na podstawie danych analizy widmowej. W próbkach gleby księżycowej dostarczonych przez automatyczną stację „Luna” stwierdzono obecność żelaza w stanie nieutlenionym.

Rudy żelaza są dość rozpowszechnione na Ziemi. Nazwy gór na Uralu mówią same za siebie: Vysokaya, Magnitnaya, Zheleznaya. Agrochemicy znajdują w glebie związki żelaza.

– W jakiej formie żelazo występuje w przyrodzie?

Żelazo jest składnikiem większości skał. Aby uzyskać żelazo, stosuje się rudy żelaza o zawartości żelaza 30-70% lub większej. Głównymi rudami żelaza są: magnetyt - Fe 3 O 4 zawiera 72% żelaza, złoża znajdują się na południowym Uralu, anomalia magnetyczna Kurska; hematyt - Fe 2 O 3 zawiera do 65% żelaza, takie złoża znajdują się w regionie Krzywego Rogu; limonit – Fe 2 O 3 * nH 2 O zawiera do 60% żelaza, złoża występują na Krymie; piryt - FeS 2 zawiera około 47% żelaza, złoża występują na Uralu. (Praca z mapami konturowymi).

– Jaka jest rola żelaza w życiu człowieka i roślin?

Biochemicy odkryli ważną rolę żelaza w życiu roślin, zwierząt i ludzi. Będąc częścią niezwykle złożonego związku organicznego zwanego hemoglobiną, żelazo decyduje o czerwonej barwie tej substancji, co z kolei decyduje o barwie krwi ludzkiej i zwierzęcej. Ciało osoby dorosłej zawiera 3 g czystego żelaza, z czego 75% stanowi część hemoglobiny. Główną rolą hemoglobiny jest transport tlenu z płuc do tkanek i w przeciwnym kierunku – CO 2.

Rośliny również potrzebują żelaza. Wchodzi w skład cytoplazmy i bierze udział w procesie fotosyntezy. Rośliny uprawiane na podłożu niezawierającym żelaza mają białe liście. Mały dodatek żelaza do podłoża i robią się zielone. Ponadto warto posmarować biały prześcieradło roztworem soli zawierającym żelazo, a wkrótce posmarowany obszar zmieni kolor na zielony.

Tak więc z tego samego powodu – obecności żelaza w sokach i chusteczkach – liście roślin stają się radośnie zielone, a policzki osoby jasno się rumienią.

Około 90% metali używanych przez ludzkość to stopy na bazie żelaza. Na świecie wytapia się dużo żelaza, około 50 razy więcej niż aluminium, nie mówiąc już o innych metalach. Stopy na bazie żelaza są uniwersalne, zaawansowane technologicznie, dostępne i tanie. Żelazo jeszcze przez długi czas będzie podstawą cywilizacji.

3. Opublikuj materiały domowe

14, np. Nr 6, 8, 9 (na podstawie zeszytu ćwiczeń do podręcznika O.S. Gabrielyana „Chemia 9”, 2003).

4. Utrwalenie studiowanego materiału

  1. Korzystając ze schematu referencyjnego zapisanego na tablicy, wyciągnij wniosek: czym jest żelazo i jakie ma właściwości?
  2. Dyktando graficzne (przygotuj wcześniej kartki papieru narysowaną linią prostą, podzielone na 8 segmentów i ponumerowane zgodnie z pytaniami dyktando. Na segmencie zaznacz chatką „^” numer pozycji uznanej za poprawną).

Opcja 1.

  1. Żelazo jest reaktywnym metalem alkalicznym.
  2. Żelazo jest łatwe do podkucia.
  3. Żelazo jest częścią stopu brązu.
  4. Zewnętrzny poziom energii atomu żelaza ma 2 elektrony.
  5. Żelazo reaguje z rozcieńczonymi kwasami.
  6. Z halogenami tworzy halogenki o stopniu utlenienia +2.
  7. Żelazo nie wchodzi w interakcję z tlenem.
  8. Żelazo można otrzymać przez elektrolizę stopionej soli żelaza.
1 2 3 4 5 6 7 8

Opcja 2.

  1. Żelazo to srebrzystobiały metal.
  2. Żelazo nie ma zdolności magnesowania.
  3. Atomy żelaza wykazują właściwości utleniające.
  4. Na zewnętrznym poziomie energii atomu żelaza znajduje się 1 elektron.
  5. Żelazo wypiera miedź z roztworów jej soli.
  6. Z halogenami tworzy związki o stopniu utlenienia +3.
  7. Z roztworem kwasu siarkowego tworzy siarczan żelaza (III).
  8. Żelazo nie koroduje.
1 2 3 4 5 6 7 8

Po wykonaniu zadania uczniowie wymieniają się swoimi pracami i sprawdzają je (odpowiedzi na prace wywieszane są na tablicy lub wyświetlane za pośrednictwem projektora).

Kryteria zaznaczania:

  • „5” – 0 błędów,
  • „4” – 1-2 błędy,
  • „3” – 3-4 błędy,
  • „2” – 5 lub więcej błędów.

Używane książki

  1. Gabrielyan OS Chemia, klasa 9. – M.: Drop, 2001.
  2. Gabrielyan OS Książka dla nauczycieli. – M.: Drop, 2002.
  3. Gabrielyan OS Chemia, klasa 9. Zeszyt ćwiczeń. – M.: Drop, 2003.
  4. Przemysł edukacyjny. Podsumowanie artykułów. Wydanie 3. – M.: MGIU, 2002.
  5. Malyshkina V. Zabawna chemia. – Petersburg, „Trygon”, 2001.
  6. Oprogramowanie i materiały metodyczne. Klasy chemiczne 8-11. – M.: Drop, 2001.
  7. Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Książka o chemii do czytania w domu. – M.: Chemia, 1995.
  8. Chodzę na zajęcia z chemii. Książka dla nauczycieli. – M.: „Pierwszy września”, 2000.

Aplikacje

Wiesz to?

Żelazo - jeden z najważniejszych elementów życia. Krew zawiera żelazo i to właśnie decyduje o kolorze krwi, a także o jej głównej właściwości - zdolności do wiązania i uwalniania tlenu. Zdolność tę posiada złożony związek – hem – będący integralną częścią cząsteczki hemoglobiny. Oprócz hemoglobiny nasz organizm zawiera także żelazo w mioglobinie, białku magazynującym tlen w mięśniach. Istnieją również enzymy zawierające żelazo.

Niedaleko Delhi w Indiach znajduje się żelazna kolumna bez najmniejszej plamki rdzy, chociaż jej wiek wynosi prawie 2800 lat. To słynna Kolumna Kutuba, wysoka na około siedem metrów i ważąca 6,5 ​​t. Napis na kolumnie wskazuje, że została wzniesiona w IX wieku. pne mi. Rdzewienie żelaza – powstawanie metawodorotlenku żelaza – wiąże się z jego interakcją z wilgocią i tlenem w powietrzu.

Jednak ta reakcja nie zachodzi w przypadku braku różnych zanieczyszczeń w żelazie, głównie węgla, krzemu i siarki. Kolumnę wykonano z bardzo czystego metalu: żelazo w kolumnie okazało się wynosić 99,72%. To wyjaśnia jego trwałość i odporność na korozję.

W 1934 roku w „Dzienniku Górniczym” ukazał się artykuł „Ulepszanie żelaza i stali poprzez… rdzewienie w ziemi”. Metoda zamiany żelaza w stal poprzez rdzewienie w ziemi znana jest ludziom od czasów starożytnych. Na przykład Czerkiesi na Kaukazie zakopali żelazo w ziemi, a po 10-15 latach wydobywszy je, wykuli z niego szable, które mogły nawet przeciąć lufę, tarczę lub kości wroga.

Krwawień

Hematyt, czyli czerwona ruda żelaza – główna ruda głównego metalu naszych czasów – żelaza. Zawartość żelaza w nim sięga 70%. Hematyt jest znany od dawna. W Babilonie i starożytnym Egipcie używano go w biżuterii, do wyrobu pieczęci i wraz z chalcedonem służył jako ulubiony materiał jako rzeźbiony kamień. Aleksander Wielki miał pierścień inkrustowany hematytem, ​​który, jak wierzył, czynił go niezniszczalnym w bitwie. W starożytności i średniowieczu hematyt był znany jako lek zatrzymujący krew. Proszek z tego minerału był używany do wyrobów ze złota i srebra od czasów starożytnych.

Nazwa minerału pochodzi z języka greckiego Detale– krew, która kojarzy się z wiśniową lub woskowoczerwoną barwą proszku tego minerału.

Ważną cechą minerału jest zdolność trwałego przechowywania koloru i przenoszenia go na inne minerały zawierające przynajmniej niewielką domieszkę hematytu. Różowy kolor granitowych kolumn katedry św. Izaaka to kolor skaleni, które z kolei zabarwione są drobno zdyspergowanym hematytem. Malownicze wzory jaspisu użytego do wykończenia stacji metra stolicy, pomarańczowe i różowe karneole Krymu, koralowo-czerwone warstwy sylwitu i karnalitu w warstwach soli – wszystko to zawdzięcza swój kolor hematytowi.

Czerwona farba od dawna jest wytwarzana z hematytu. Wszystkie słynne freski powstałe 15-20 tysięcy lat temu - wspaniały żubr z jaskini Altamira i mamuty ze słynnej jaskini Cape - zostały wykonane z brunatnych tlenków i wodorotlenków żelaza.

Magnetyt

Magnetyt, czyli magnetyczna ruda żelaza – minerał zawierający 72% żelaza. To najbogatsza ruda żelaza. Niezwykłą cechą tego minerału jest jego naturalny magnetyzm – właściwość, dzięki której został odkryty.

Jak donosi rzymski naukowiec Pliniusz, nazwa magnetytu pochodzi od greckiego pasterza Magnesa. Magnes pasł swoją trzodę w pobliżu wzgórza nad rzeką. Hindus w Tesalii. Nagle laska z żelaznym końcem i sandałami nabitymi gwoździami została przyciągnięta do siebie przez górę wykonaną z litego szarego kamienia. Z kolei mineralny magnetyt dał nazwę magnesowi, polu magnetycznemu i całemu tajemniczemu zjawisku magnetyzmu, które jest szczegółowo badane od czasów Arystotelesa po dzień dzisiejszy.

Właściwości magnetyczne tego minerału są wykorzystywane do dziś, przede wszystkim do poszukiwania złóż. W ten sposób odkryto unikalne złoża żelaza w rejonie Kursskiej Anomalii Magnetycznej (KMA). Minerał jest ciężki: próbka magnetytu wielkości jabłka waży 1,5 kg.

W starożytności magnetyt posiadał najróżniejsze właściwości lecznicze i zdolność czynienia cudów. Używano go do wydobywania metalu z ran, a Iwan Groźny trzymał jego niczym nie wyróżniające się kryształy wśród swoich skarbów wraz z innymi kamieniami.

Piryt to minerał podobny do ognia

Piryt - jeden z tych minerałów, który gdy go zobaczysz, chcesz wykrzyknąć: „Czy to naprawdę się stało?” Aż trudno uwierzyć, że najwyższa klasa szlifowania i polerowania, która zachwyca nas w ręcznie robionych wyrobach, w kryształach pirytu, to hojny dar natury.

Piryt swoją nazwę wziął od greckiego słowa „pyros” – ogień, co wiąże się z jego właściwością iskrzenia pod wpływem uderzenia stalowymi przedmiotami. Ten piękny minerał zachwyca złocistą barwą i jasnym połyskiem na prawie zawsze wyraźnych krawędziach. Piryt ze względu na swoje właściwości znany był już od czasów starożytnych, a w czasie epidemii gorączki złota iskry pirytu w żyłce kwarcowej rozgrzewały niejedną głowę. Nawet teraz początkujący miłośnicy kamieni często mylą piryt ze złotem.

Piryt jest minerałem wszechobecnym: powstaje z magmy, par i roztworów, a nawet osadów, za każdym razem w określonych formach i kombinacjach. Znany jest przypadek, gdy w ciągu kilkudziesięciu lat ciało górnika, który wpadł do kopalni, zamieniło się w piryt. W pirycie jest dużo żelaza – 46,5%, ale jego wydobycie jest drogie i nieopłacalne.