Перші вироби із заліза та його сплавів булизнайдені при розкопках і датуються приблизно 4 тисячоліттям до нашої ери. Тобто ще стародавні єгиптяни і шумери використовували метеоритні родовища даної речовини, щоб виготовляти прикраси і предмети побуту, а також зброю.
Сьогодні з'єднання заліза різного роду, атакож чистий метал - це найпоширеніші і приємним речовини. Не дарма XX століття вважалося залізним. Адже до появи і широкого поширення пластика і супутніх матеріалів саме це з'єднання мало для людини вирішальне значення. Що являє собою даний елемент і які речовини утворює, розглянемо в даній статті.
Якщо розглядати будову атома, то в першу чергу слід вказати його місцеположення в періодичній системі.
Хімічний елемент залізо має також близько 20 різних ізотопів, які не відрізняються стабільністю. Можливі ступені окислення, які може проявляти даний атом:
Важливе значення має не тільки сам елемент, але і його різні сполуки і сплави.
Як проста речовина, залізо фізичні властивостімає з яскраво вираженим металізм. Тобто це сріблясто-білий з сірим відтінком метал, що володіє високим ступенем ковкості і пластичності і високою температурою плавлення і кипіння. Якщо розглядати характеристики більш докладно, то:
Залежно від умов і різних температур, існує кілька модифікацій, які утворює залізо. Фізичні властивості їх різняться від того, що різняться кристалічні решітки.
Всі модифікації мають різні типи будови кристалічних решіток, а також відрізняються магнітними властивостями.
Як уже згадувалося вище, проста речовина залізопроявляє середню хімічну активність. Однак в дрібнодисперсному стані здатне самозайматися на повітрі, а в чистому кисні згоряє сам метал.
Корозійна здатність висока, тому сплави даної речовини покриваються легирующими сполуками. Залізо здатне взаємодіяти з:
Очевидно, що, виявляючи таку активність, металздатний утворювати різні сполуки, різноманітні і полярні за властивостями. Так і відбувається. Залізо та його сполуки надзвичайно різноманітні і знаходять застосування в самих різних галузях науки, техніки, промислової діяльності людини.
Природні сполуки заліза зустрічаються доситьчасто, адже це другий за поширеністю елемент на нашій планеті після алюмінію. При цьому в чистому вигляді метал зустрічається вкрай рідко, в складі метеоритів, що говорить про великі його скупчення саме в космосі. Основна ж маса міститься в складі руд, гірських порід і мінералів.
Якщо говорити про процентний вміст елемента, що розглядається в природі, то можна навести такі цифри.
Найпоширеніші з'єднання заліза формують такі мінерали:
Це ще далеко не повний список, адже їхдійсно дуже багато. Крім того, широко поширені різні сплави, які створюються людиною. Це теж такі сполуки заліза, без яких важко уявити сучасне життя людей. До них відносяться два основних типи:
Також саме залізо є цінною добавкою в складі багатьох нікелевих сплавів.
До таких належать такі, в яких ступінь окислення утворить елемента дорівнює +2. Вони досить численні, адже до них можна віднести:
Формули хімічних сполук, в яких залізо проявляє зазначену ступінь окислення, для кожного класу індивідуальні. Розглянемо найбільш важливі і поширені з них.
Практичне значення серед позначених речовинмають кілька з'єднань. По-перше, хлорид заліза (II). Це головний постачальник іонів в організм людини, хворого на анемію. Коли така недуга діагностується у пацієнта, то йому прописують комплексні препарати, в основі яких лежить розглядається з'єднання. Так відбувається заповнення дефіциту заліза в організмі.
По-друге, залізний купорос, тобто сульфатзаліза (II), разом з мідним використовується для знищення сільськогосподарських шкідників на посівах. Метод доводить свою ефективність вже не перший десяток років, тому дуже цінується садівниками і городниками.
Це з'єднання, яке представляє собою кристалогідрат сульфату заліза і амонію. Формула його записується, як FeSO4* (NH4)2СО4* 6H2O. Одне із з'єднань заліза (II), яке набуло широкого застосування на практиці. Основні галузі використання людиною наступні.
Є й інші області, в яких знаходить застосування ця речовина. Назву свою воно одержало на честь німецького хіміка, вперше виявив притаманні властивості.
Властивості сполук заліза, в яких вонопроявляє ступінь окислення +3, дещо відмінні від розглянутих вище. Так, характер відповідного оксиду і гідроксиду вже не основний, а виражений амфотерний. Дамо опис основних речовин.
Серед наведених прикладів з практичної точки зору важливе значення має такий кристалогідрат, як FeCL3 *6H2O, або шестіводний хлорид заліза (III). Його застосовують в медицині для зупинки кровотеч і заповнення іонів заліза в організмі при анемії.
Девятіводний сульфат заліза (III) використовується для очищення питної води, так як веде себе як коагулянт.
Формули хімічних сполук заліза, де воно проявляє особливу ступінь окислення +6, можна записати в такий спосіб:
Всі вони мають загальну назву - ферати - імають схожі властивості (сильні відновники). Також вони здатні знезаражувати і мають бактерицидну дію. Це дозволяє використовувати їх для обробки питної води в промислових масштабах.
Дуже важливими в аналітичній хімії і не тількиє особливі речовини. Такі, які утворюються у водних розчинах солей. Це комплексні сполуки заліза. Найбільш популярні і добре вивчені з них такі.
Залізо та його сполуки, як ми вже переконалися,мають велике практичне значення в господарському житті людини. Однак, крім цього, його біологічна роль в організмі не менш велика, навіть навпаки.
Існує одна дуже важлива органічназ'єднання, білок, до складу якого входить цей елемент. Це гемоглобін. Саме завдяки йому відбувається транспорт кисню і здійснюється рівномірний і своєчасний газообмін. Тому роль заліза в життєво важливому процесі - диханні - просто величезна.
Всього всередині організму людини міститься близько 4 грам заліза, яке постійно має поповнюватися за рахунок споживаних продуктів харчування.
