Propriétés chimiques et physiques du fer

Fer – un élément chimique bien connu. Elle se réfère à la moyenne du métal réactif. Propriétés et applications de fer seront discutés dans cet article.

La prévalence dans la nature

Il y a une assez grande quantité de minéraux, qui comprennent Ferrum. Tout d'abord, il est magnétite. Il est de soixante-douze pour cent est composé de fer. Sa formule chimique – Fe ₃ O _4. Ce minéral également connu comme la magnétite. Il a une couleur gris clair, parfois avec un gris foncé au noir avec un éclat métallique. Son plus grand gisement est situé dans l'Oural dans la CEI.

minéral suivant avec une teneur élevée en fer – hématite – il comprend soixante-dix pour cent de cet élément. Sa formule chimique – Fe ₂ O _3. Il est aussi appelé hématite. Il a une couleur de rouge-brun au rouge-gris. La plus grande mine de la CEI est en Kryvyi Rih.

La troisième teneur en minéraux FERRUM – limonite. Ici, le fer shestdesyat pour cent du poids total. Cette cristalline, à savoir dans son réseau cristallin molécule d'eau tissée, sa formule chimique – Fe ₂ O ₃ • H ₂ O. Comme son nom l' indique, ce minéral a une couleur jaune-brun, parfois brun. Il est l'un des principaux composants d'ocre naturel et est utilisé comme pigment. Il est aussi appelé limonite. Le plus grand lieu de l'événement – la Crimée, l'Oural.

Le sidérite, le soi-disant siderite, quarante-huit pour cent des Ferrum. Sa formule chimique – FeCO _3. Sa structure est pas homogène et se compose d'une couleur différente sont reliés entre eux: cristaux gris, vert pâle, gris-jaune, jaune-brun, et d'autres.

Ce dernier est souvent un minéral naturel à haute teneur FERRUM – pyrite. Il a une formule chimique _FeS2. Fer en elle est de quarante-six pour cent du poids total. En raison des atomes de soufre du minéral a une couleur jaune doré.

La plupart des minéraux examinés utilisés pour produire du fer pur. En outre, l'hématite est utilisé dans la fabrication de bijoux de pierres naturelles. inclusions pyrites peuvent être présents dans les bijoux de lapis lazuli. De plus, la nature du fer dans la composition des organismes vivants – il est l'un des éléments les plus importants de la cellule. Cet oligo-élément doit entrer dans le corps humain en quantité suffisante. Les propriétés médicinales de fer est en grande partie due au fait que cet élément chimique est la base de l'hémoglobine. Par conséquent, l'utilisation de Ferrum est bon pour la maladie du sang, et par conséquent l'organisme entier.

Matériel: propriétés physiques et chimiques

Considérez l'ordre de ces deux grandes sections. Propriétés physiques du fer – est son aspect, la densité, point de fusion, etc. C'est, toutes les caractéristiques distinctives des substances qui sont associées à la physique … propriétés chimiques du fer – est sa capacité à réagir avec d'autres composés. Commençons par le premier.

Les propriétés physiques du fer

Dans sa forme pure, dans des conditions normales est un solide. Il a une couleur gris-argent et un éclat métallique prononcé. Les propriétés mécaniques comprennent le niveau de fer de la dureté sur l'échelle de Mohs. Il est égal à quatre (moyenne). Le fer a une bonne conductivité électrique et la conductivité thermique. Cette dernière caractéristique peut être ressentie en touchant l'objet de fer dans une chambre froide. Étant donné que ce matériau conduit rapidement la chaleur, il dans un court laps de temps prend une grande partie de votre peau, vous ressentez le froid. Toucher, par exemple, à l'arbre, il convient de noter que sa conductivité thermique est beaucoup plus faible. propriétés physiques du fer – que sa température de fusion et d'ébullition. Le premier est degrés Celsius 1539, et le second – 2860 degrés Celsius. On peut en conclure que les propriétés caractéristiques du fer – bonne plasticité et fluidité. Mais ce n'est pas tout.

De plus dans les propriétés physiques du fer et d'une partie de celui-ci est ferromagnétique. Qu'est-ce? Fer, les propriétés magnétiques dont nous pouvons voir dans les exemples pratiques tous les jours – le seul métal qui a une caractéristique unique. Ceci est parce que la matière active est apte à être magnétisée par le champ magnétique. Et la fin du dernier fer, les propriétés magnétiques qui venait d'être formé, depuis longtemps restée un aimant lui-même. Ce phénomène peut être expliqué par le fait que la structure du métal est présente une pluralité d'électrons libres, qui sont capables de se déplacer.

En ce qui concerne la chimie

Cet élément s'applique aux métaux activité moyenne. Cependant, les propriétés chimiques de fer sont typiques pour tous les autres métaux (autres que ceux qui sont à droite de l'hydrogène dans la série électrochimique). Il est en mesure de répondre à de nombreuses catégories de substances.

Commençons par simple

Ferrum mis à réagir avec kilorodom, d'azote, un atome d'halogène (iode, brome, chlore, fluor), le phosphore, le carbone. La première chose à considérer – la réaction avec oxygenic. Lors de la gravure Ferrum ses oxydes sont formés. En fonction des conditions de réaction et les proportions entre les deux parties, ils peuvent varier. A titre d'exemple de ces interactions peut se traduire par l'équation de réaction suivante: 2 Fe + O ₂ = 2FeO; 4Fe + 3O ₂ = 2Fe ₂ O _3; 3Fe + 2O ₂ = Fe ₃ O _4. Et les propriétés de l'oxyde de fer (à la fois physique et chimique) peuvent varier, en fonction de la variété. De telles réactions se produisent à des températures élevées.

Suivant – interaction avec de l'azote. Il peut également se produire que sous la condition de chauffage. Si l'on prend six moles de fer par mole d'azote obtenir deux moles de nitrure de fer. L'équation de réaction est la suivante: 6Fe + N ₂ = 2Fe ₃ N.

Par réaction avec du phosphore est formée de phosphure. Pour la réaction, de tels composants sont nécessaires: trois Ferrum moles – par mole de phosphore, est formé à la suite d'une mole de phosphure. L'équation peut être écrite comme suit: 3Fe + P = Fe ₃ P.

De plus, l'interaction peut également être isolé parmi les réactions des substances de soufre élémentaire. Ainsi, il est possible d'obtenir le sulfure. Le principe sur lequel le processus de formation de la substance, semblables à celles décrites ci-dessus. A savoir, il y a une réaction d'addition. Pour toutes les interactions chimiques de ce type nécessite des conditions particulières, principalement dans la température élevée, au moins – catalyseurs.

Il est également courant dans la réaction de l'industrie chimique entre le fer et les halogènes. Cette chloration, bromation, iodation, fluoruration. Comme son nom réactions, un processus d'adhésion à l'Ferrum atomes des atomes de chlore / brome / iode / fluorure pour former du chlorure / bromure / iodure / fluorure, respectivement. Ces matériaux sont largement utilisés dans une variété d'industries. En outre, Ferrum capable de se connecter avec le silicium à des températures élevées. En raison du fait que sont variées, il est souvent utilisé les propriétés chimiques du fer dans l'industrie chimique.

Ferrum et substances complexes

De simples substances passent les molécules qui se composent de deux ou plusieurs éléments chimiques différents. La première chose à mentionner – réaction Ferrum avec de l'eau. On montre les propriétés de base de fer. Lorsque de l' eau chauffée avec le fer formé d' oxyde de base (il est appelé ainsi parce qu'il forme un hydroxyde, en d' autres termes , lors de l' interaction avec la même eau – base). Ainsi, si l'on prend une mole des deux composants sont formés des substances telles que le dioxyde de ferrum et d'hydrogène gazeux avec une odeur âcre – comme dans des proportions molaires de un à un. L'équation de ces réactions peut être écrite comme suit: Fe + H ₂ O = FeO + H _2. En fonction de la proportion dans laquelle se mélanger les deux composants, on peut obtenir un anhydride di- ou du fer. Ces deux agents sont très fréquents dans l'industrie chimique, et également utilisé dans de nombreuses autres industries.

Avec des acides et des sels

Depuis ferrum est laissé de l'hydrogène dans la série électrochimique de l'activité des métaux, il spososoben déplacer l'élément actif de composés. Un exemple de ceci est la réaction de substitution qui peut être observée lors de l'ajout de fer à l'acide. Par exemple, si elles sont mélangées dans des proportions molaires égales de fer et de l' acide sulfate (aka sulfurique) de concentration moyenne, par conséquent , on obtient le sulfate de fer (II) et de l' hydrogène dans des proportions molaires égales. L'équation d'une telle réaction se présente comme suit: Fe + H ₂ SO ₄ = FeSO ₄ + H _2.

Au cours de l'interaction avec les sels de fer manifeste des propriétés réductrices. Autrement dit, l'utiliser peut être distingué des sels de métaux moins actifs. Par exemple, si l' on prend une mole de sulfate de cuivre et le même Ferrum, on peut obtenir le sulfate de fer (II) et cuivre pur dans des proportions molaires égales.

La valeur de l'organisme

L'un des plus fréquents dans la croûte des éléments chimiques – fer. Propriétés de la matière que nous avons déjà envisagé, et nous arrivons maintenant à partir d' un point de vue biologique. Ferrum a une fonction très importante au niveau cellulaire et au niveau de l'organisme entier. Principalement le fer est à la base d'une telle protéine est l'hémoglobine. Il est nécessaire pour le transport de l'oxygène par le sang des poumons vers tous les tissus, les organes, à chaque cellule du corps, en particulier aux neurones du cerveau. Par conséquent, ne peuvent pas être surestimée les propriétés bénéfiques de fer.

En outre, il affecte kroveobrazovanie, Ferrum est également important pour le fonctionnement normal de la glande thyroïde (il faut non seulement l'iode, comme certains le croient). En outre, le fer est impliqué dans le métabolisme intracellulaire, régule le système immunitaire. Plus particulièrement Ferrum en grande quantité se trouve dans les cellules du foie, car il aide à neutraliser les substances nocives. Il est également l'un des principaux composants de nombreux types d'enzymes dans notre corps. L'alimentation humaine quotidienne doit contenir dix à vingt milligrammes d'oligo-élément.

Les aliments riches en fer

Un tel lot. Ils mangent à la fois origine végétale et animale. Tout d'abord – c'est les céréales, les légumineuses, les céréales (en particulier sarrasin), les pommes, les champignons (blancs), fruits secs, églantier, poires, pêches, les avocats, la citrouille, les amandes, les figues, les tomates, le brocoli, le chou, les bleuets, les mûres, le céleri, etc. . Deuxièmement – le foie, la viande. Utilisation d'un produit de haute teneur en fer est particulièrement important pendant la grossesse, le corps du fœtus formé nécessite une grande quantité de micronutriment pour la croissance et le développement.

Les signes d'un manque de fer dans le corps

Les symptômes de la quantité trop peu de Ferrum entrant dans le corps sont la fatigue, les mains et les pieds gel constants, la dépression, les cheveux et les ongles cassants, la réduction de l'activité intellectuelle, des troubles digestifs, une faible performance, un mauvais fonctionnement de la glande thyroïde. Si vous remarquez certains de ces symptômes, il est nécessaire d'augmenter le nombre de produits contenant du fer dans votre alimentation ou pour acheter des vitamines ou des suppléments contenant Ferrum. Aussi, assurez-vous de consulter votre médecin si l'un de ces symptômes, vous sentez trop mal.

L'utilisation de l'industrie Ferrum

Application et propriétés de fer sont étroitement liés. En raison de sa ferromagnétique, il est utilisé pour la fabrication d'aimants – à la fois plus faible pour l'usage domestique (aimants de souvenirs sur le réfrigérateur, etc …) et plus puissant – à des fins industrielles. En raison du fait que le métal considéré a une haute résistance et la dureté, avec son ancienneté utilisé pour les armes, armures et autres instruments militaires et nationaux. D'ailleurs, dans l'Egypte ancienne, il a été connu fer météorique avec des propriétés supérieures à celles d'un métal classique. Aussi un fer spécial a été utilisé dans la Rome antique. De ce produit une arme d'élite. Bouclier ou une épée en métal météorique, ne pouvait avoir un homme très riche et distingué.

En général, le métal, que nous considérons dans cet article, est le plus polyvalent de toutes les substances utilisées par le groupe. Tout d'abord, il a fait l'acier et la fonte, qui sont utilisés pour la production de divers produits nécessaires dans l'industrie et dans la vie quotidienne.

Fonte appelé alliage de fer et de carbone, dans lequel le second présente 1,7 à 4,5 pour cent. Si le second est inférieur à 1,7 pour cent, alors ce type d'alliage connu comme l'acier. Si le carbone est présent dans la composition d'environ 0,02 pour cent, alors il est un fer commercial ordinaire. La présence de carbone dans l'alliage nécessaire pour conférer une plus grande résistance, une stabilité thermique, la résistance à la rouille.

En outre, dans l'acier peut contenir beaucoup d'autres éléments comme impuretés. Ce manganèse et le phosphore, et le silicium. Toujours dans ce type d'alliage pour conférer certaines qualités de chrome peut être ajouté, le nickel, le molybdène, le tungstène, et de nombreux autres éléments chimiques. Types d'acier, dans lequel une grande quantité de silice présente (environ quatre pour cent), utilisé comme un transformateur. Ceux dans la composition dont beaucoup de manganèse (jusqu'à douze ou quatorze pour cent) trouvent leur application dans la fabrication de pièces de chemins de fer, des moulins, des moulins et d'autres outils, dont certaines parties sont soumises à l'abrasion rapide.

Le molybdène est introduit dans la composition de l'alliage, pour le rendre plus stable thermiquement – tel que l'acier utilisé dans l'outil. En outre, pour obtenir toutes les connues et couramment utilisées dans les ménages sous la forme de couteaux et d'autres outils domestiques aciers inoxydables doit être ajouté dans l'alliage de chrome, de nickel et de titane. Et afin d'obtenir résistant aux chocs, haute résistance, de ductilité, il suffit d'ajouter le vanadium. Lors de l'entrée dans le niobium peut obtenir une résistance élevée à la corrosion et les substances chimiquement agressives.

magnétite minérale, qui a été mentionné plus tôt dans cet article, vous devez fabriquer des disques durs, cartes mémoire et autres appareils de ce type. En raison des propriétés magnétiques du fer peut être trouvé dans l'appareil des transformateurs, des moteurs, et d'autres produits électroniques. En outre, ferrum peut ajouter d'autres alliages métalliques pour conférer une plus grande résistance et de la stabilité mécanique. Sulfate cet élément est utilisé en horticulture pour lutter contre les parasites (ainsi que du sulfate de cuivre). chlorures de fer sont indispensables dans la purification de l'eau. En outre, la poudre de magnétite est utilisée dans les imprimantes en noir et blanc. La principale méthode d'application de la pyrite – en déduire l'acide sulfurique. Ce processus se déroule dans le laboratoire en trois étapes. Dans la première étape de la pyrite Ferrum brûlé pour donner l'oxyde de fer et du dioxyde de soufre. La seconde étape est la transformation du dioxyde de soufre dans son anhydride, en présence d'oxygène. Et l'étape finale de la matière résultante est passée à travers la vapeur d'eau en présence de catalyseurs, et de ce fait pour donner l' acide sulfurique.

fer obtenir

Fondamentalement métal actif est extrait de ses deux principaux minéraux: la magnétite et l'hématite. Pour ce faire, avec une réduction du fer à partir de ses composés de carbone sous forme de coke. Ceci est fait dans un haut fourneau, où la température atteint centigrades deux mille degrés. De plus, il existe un moyen de restaurer l'hydrogène Ferrum. A cet effet, le cas échéant présence d'un haut fourneau. Pour mettre en œuvre cette méthode prend une argile particulière, il est mélangé avec le minerai broyé et traité avec de l'hydrogène dans le four à cuve.

conclusion

Les propriétés et les applications de fer variées. Ceci est peut-être le plus important dans notre vie de métal. Devenir connu à l'homme, il a pris la place de bronze, qui à cette époque était le principal matériau pour la fabrication d'outils et d'armes. L'acier et le fer à bien des égards supérieurs à l'alliage de cuivre et d'étain en fonction de ses propriétés physiques, la résistance au stress mécanique.

En outre, le fer sur notre planète est plus fréquent que beaucoup d'autres métaux. fraction de masse dans la croûte terrestre est presque cinq pour cent. Il est le quatrième élément chimique le plus abondant dans la nature. En outre, cet élément chimique est très important pour le fonctionnement normal du corps des animaux et des plantes, en particulier parce qu'elle est basée sur l'hémoglobine construite. Le fer est un oligo-élément essentiel, dont l'utilisation est importante pour les organes de fonctionnement santé et normaux. Outre ce qui précède, il est le seul métal qui possède des propriétés magnétiques uniques. Sans Ferrum est impossible d'imaginer notre vie.