Dəmir tanınmış kimyəvi elementdir. Orta reaktivliyə malik metallara aiddir. Bu məqalədə dəmirin xüsusiyyətlərini və istifadəsini nəzərdən keçirəcəyik.
Təbiətdə yayılma
Dəmiri ehtiva edən kifayət qədər çox sayda mineral var. Hər şeydən əvvəl maqnitdir. Yetmiş iki faiz dəmirdən ibarətdir. Onun kimyəvi formulu Fe3O4-dir. Bu minerala maqnit dəmir filizi də deyilir. Açıq boz rəngə malikdir, bəzən tünd boz, qaraya qədər, metal parıltı ilə. MDB ölkələri arasında onun ən böyük yatağı Uralsda yerləşir.
Tərkibində yüksək dəmir olan növbəti mineral hematitdir - o, yetmiş faiz bu elementdən ibarətdir. Onun kimyəvi formulu Fe2O3-dir. Buna qırmızı dəmir filizi də deyilir. Qırmızı-qəhvəyidən qırmızı-boz rənginə malikdir. MDB ölkələri ərazisində ən böyük yataq Krivoy Roqda yerləşir.
Tərkibinə görə üçüncü mineral limonitdir. Burada dəmir ümumi kütlənin altmış faizini təşkil edir. Bu kristal hidratdır, yəni su molekulları onun kristal qəfəsinə toxunur,onun kimyəvi formulu Fe2O3•H2O-dur. Adından göründüyü kimi, bu mineral sarı-qəhvəyi rəngə malikdir, bəzən qəhvəyi olur. Təbii oxranın əsas komponentlərindən biridir və piqment kimi istifadə olunur. Buna qəhvəyi dəmir daşı da deyilir. Ən böyük hadisələr Krım, Uraldır.
Sideritdə, ferrumun qırx səkkiz faizi, spar dəmir filizi adlanır. Onun kimyəvi formulu FeCO3-dir. Onun strukturu heterojendir və bir-birinə bağlı müxtəlif rəngli kristallardan ibarətdir: boz, solğun yaşıl, boz-sarı, qəhvəyi-sarı və s.
Yüksək dəmir tərkibli təbii yolla meydana çıxan sonuncu mineral piritdir. Aşağıdakı kimyəvi formulaya malikdir: FeS2. Tərkibindəki dəmir ümumi kütlənin qırx altı faizini təşkil edir. Kükürd atomları sayəsində bu mineral qızılı sarı rəngə malikdir.
Hesab edilən mineralların çoxu təmiz dəmir əldə etmək üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, hematit təbii daşlardan zərgərlik istehsalında istifadə olunur. Pirit daxilolmaları lapis lazuli zərgərliklərində tapıla bilər. Bundan əlavə, dəmir təbiətdə canlı orqanizmlərin tərkibində olur - hüceyrənin ən vacib komponentlərindən biridir. Bu iz elementi insan orqanizminə kifayət qədər miqdarda verilməlidir. Dəmirin müalicəvi xüsusiyyətləri əsasən bu kimyəvi elementin hemoglobinin əsasını təşkil etməsi ilə bağlıdır. Buna görə də, ferrumun istifadəsi qanın vəziyyətinə və buna görə də bütövlükdə bütün orqanizmə yaxşı təsir göstərir.
Dəmir: fiziki və kimyəvi xassələri
Bu iki böyük bölməni ardıcıllıqla nəzərdən keçirək. Dəmirin fiziki xassələri onun görünüşü, sıxlığı, ərimə nöqtəsi və s. Yəni, fizika ilə əlaqəli olan bir maddənin bütün fərqləndirici xüsusiyyətləridir. Dəmirin kimyəvi xüsusiyyətləri onun digər birləşmələrlə reaksiya vermə qabiliyyətidir. Birincidən başlayaq.
Dəmirin fiziki xassələri
Normal şəraitdə təmiz formada bərkdir. Gümüş-boz rəngə və açıq metal parıltıya malikdir. Dəmirin mexaniki xüsusiyyətlərinə Mohs şkalası üzrə sərtlik səviyyəsi daxildir. Dörd (orta) bərabərdir. Dəmir yaxşı elektrik və istilik keçiriciliyinə malikdir. Son xüsusiyyəti soyuq otaqda dəmir əşyaya toxunmaqla hiss etmək olar. Bu material istiliyi tez ötürdüyü üçün dərinizdəki istiliyin çox hissəsini qısa müddətdə udur və sizdə soyuqluq hissi yaradır.
Məsələn, ağaca toxunanda onun istilik keçiriciliyinin xeyli aşağı olduğunu qeyd etmək olar. Dəmirin fiziki xüsusiyyətləri onun ərimə və qaynama nöqtələridir. Birincisi 1539 dərəcə Selsi, ikincisi 2860 dərəcədir. Belə nəticəyə gəlmək olar ki, dəmirin xarakterik xüsusiyyətləri yaxşı çeviklik və ərimə qabiliyyətidir. Ancaq bu hamısı deyil.
Həmçinin, dəmirin fiziki xassələrinə onun ferromaqnetizmi də daxildir. Bu nədir? Maqnit xüsusiyyətlərini hər gün praktiki nümunələrdə müşahidə edə bildiyimiz dəmir, belə xüsusiyyətlərə malik yeganə metaldır.unikal fərqləndirici xüsusiyyət. Bu, bu materialın maqnit sahəsinin təsiri altında maqnitləşməyə qadir olması ilə bağlıdır. Və sonuncunun fəaliyyəti dayandırıldıqdan sonra, maqnit xassələri yeni yaranan dəmir uzun müddət maqnit olaraq qalır. Bu hadisəni onunla izah etmək olar ki, bu metalın strukturunda hərəkət edə bilən çoxlu sərbəst elektronlar var.
Kimya nöqteyi-nəzərindən
Bu element orta aktivliyə malik metallara aiddir. Lakin dəmirin kimyəvi xassələri bütün digər metallar üçün xarakterikdir (elektrokimyəvi sıralarda hidrogenin sağında olanlar istisna olmaqla). Bir çox sinif maddələrlə reaksiya verə bilir.
Sadə başlayın
Ferrum oksigen, azot, halogenlər (yod, brom, xlor, flüor), fosfor, karbon ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Nəzərə alınacaq ilk şey oksigenlə reaksiyalardır. Dəmir yandırıldıqda onun oksidləri əmələ gəlir. Reaksiya şərtlərindən və iki iştirakçı arasındakı nisbətlərdən asılı olaraq, onlar dəyişə bilər. Belə qarşılıqlı təsirlərə misal olaraq aşağıdakı reaksiya tənliklərini vermək olar: 2Fe + O2=2FeO; 4Fe + 3O2=2Fe2O3; 3Fe + 2O2=Fe3O4. Dəmir oksidinin xüsusiyyətləri (həm fiziki, həm də kimyəvi) müxtəlifliyindən asılı olaraq müxtəlif ola bilər. Bu cür reaksiyalar yüksək temperaturda baş verir.
Növbəti - azotla qarşılıqlı əlaqə. Bu da ancaq baş verə bilərisitməyə məruz qalır. Əgər altı mol dəmir və bir mol azot götürsək, iki mol dəmir nitridi alırıq. Reaksiya tənliyi belə görünəcək: 6Fe + N2=2Fe3N.
Fosforla qarşılıqlı əlaqədə olduqda fosfid əmələ gəlir. Reaksiyanı həyata keçirmək üçün aşağıdakı komponentlər lazımdır: üç mol dəmir üçün - bir mol fosfor, nəticədə bir mol fosfid əmələ gəlir. Tənlik aşağıdakı kimi yazıla bilər: 3Fe + P=Fe3P.
Bundan əlavə, sadə maddələrlə reaksiyalar arasında kükürdlə qarşılıqlı əlaqəni də ayırd etmək olar. Bu halda sulfid əldə etmək olar. Bu maddənin formalaşması prosesinin baş vermə prinsipi yuxarıda təsvir edilənlərə bənzəyir. Yəni əlavə reaksiya meydana gəlir. Bu cür bütün kimyəvi qarşılıqlı təsirlər xüsusi şərtlər, əsasən yüksək temperatur, daha az tez-tez katalizatorlar tələb edir.
Dəmir və halogenlər arasında reaksiyalar kimya sənayesində də yaygındır. Bunlar xlorlama, bromlaşdırma, yodlaşdırma, flüorlaşdırmadır. Reaksiyaların adlarından aydın olduğu kimi, bu, müvafiq olaraq xlorid / bromid / yodid / flüor yaratmaq üçün dəmir atomlarına xlor / brom / yod / flüor atomlarının əlavə edilməsi prosesidir. Bu maddələr müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, ferrum yüksək temperaturda silikonla birləşməyə qadirdir. Müxtəlif kimyəvi xassələrinə görə dəmir tez-tez kimya sənayesində istifadə olunur.
Ferrum və mürəkkəb maddələr
Sadə maddələrdən keçək molekulları iki və ya daha çox maddədən ibarət olanlaramüxtəlif kimyəvi elementlər. Qeyd etmək lazım olan ilk şey ferrumun su ilə reaksiyasıdır. Dəmirin əsas xüsusiyyətləri buradadır. Su dəmirlə birlikdə qızdırıldıqda əsas oksid əmələ gəlir (eyni su ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda hidroksid, başqa sözlə əsas əmələ gəldiyi üçün belə adlanır). Beləliklə, hər iki komponentdən bir mol götürsəniz, dəmir dioksid və hidrogen kimi maddələr kəskin qoxu olan bir qaz şəklində - həm də birə bir molyar nisbətdə əmələ gəlir. Bu cür reaksiya üçün tənlik aşağıdakı kimi yazıla bilər: Fe + H2O=FeO + H2. Bu iki komponentin qarışdırıldığı nisbətlərdən asılı olaraq dəmir di- və ya trioksid əldə edilə bilər. Bu maddələrin hər ikisi kimya sənayesində çox yayılmışdır və bir çox başqa sənayelərdə də istifadə olunur.
Turşular və duzlarla
Dəmir metalların elektrokimyəvi aktivlik silsiləsində hidrogenin solunda yerləşdiyi üçün bu elementi birləşmələrdən sıxışdırmağa qadirdir. Buna misal olaraq turşuya dəmir əlavə edildikdə müşahidə oluna bilən əvəzetmə reaksiyasını göstərmək olar. Məsələn, eyni molar nisbətdə orta konsentrasiyalı dəmir və sulfat turşusunu (aka sulfat turşusu) qarışdırsanız, nəticə eyni molyar nisbətdə dəmir sulfat (II) və hidrogen olacaqdır. Belə reaksiya üçün tənlik belə görünür: Fe + H2SO4=FeSO4 + H 2.
Duzlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda dəmirin azaldıcı xüsusiyyətləri görünür. Yəni, onun köməyi ilə duzdan daha az aktiv metalı təcrid etmək olar. Məsələn, əgərbir mol mis sulfat və eyni miqdarda dəmir götürsəniz, eyni molyar nisbətdə dəmir sulfat (II) və saf mis əldə edə bilərsiniz.
Bədən üçün dəyər
Yer qabığında ən çox yayılmış kimyəvi elementlərdən biri dəmirdir. Artıq maddənin xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirdik, indi ona bioloji baxımdan yanaşacağıq. Ferrum həm hüceyrə səviyyəsində, həm də bütün orqanizm səviyyəsində çox mühüm funksiyaları yerinə yetirir. Əvvəla, dəmir hemoglobin kimi zülalın əsasını təşkil edir. Qan vasitəsilə oksigenin ağciyərlərdən bütün toxumalara, orqanlara, bədənin hər bir hüceyrəsinə, ilk növbədə beynin neyronlarına daşınması üçün lazımdır. Buna görə də, dəmirin faydalı xüsusiyyətlərini çox qiymətləndirmək olmaz.
Qanın əmələ gəlməsinə təsir göstərməsi ilə yanaşı, dəmir qalxanabənzər vəzinin tam işləməsi üçün də vacibdir (bunun üçün bəzilərinin inandığı kimi təkcə yod lazım deyil). Dəmir həmçinin hüceyrədaxili maddələr mübadiləsində iştirak edir, immuniteti tənzimləyir. Ferrum həmçinin qaraciyər hüceyrələrində xüsusilə böyük miqdarda olur, çünki zərərli maddələri zərərsizləşdirməyə kömək edir. O, həmçinin bədənimizdəki bir çox növ fermentin əsas komponentlərindən biridir. İnsanın gündəlik pəhrizində bu mikroelementin on-iyirmi milliqramı olmalıdır.
Dəmirlə zəngin qidalar
Onların çoxu var. Onlar həm bitki, həm də heyvan mənşəlidir. Birincisi dənli bitkilər, paxlalılar, dənli bitkilər (xüsusilə qarabaşaq yarması), alma, göbələk (porcini), quru meyvələr, itburnu, armud, şaftalı,avokado, balqabaq, badam, xurma, pomidor, brokoli, kələm, qaragilə, böyürtkən, kərəviz və s. İkincisi - qaraciyər, ət. Dəmirlə zəngin qidaların istifadəsi hamiləlik dövründə xüsusilə vacibdir, çünki inkişaf etməkdə olan dölün orqanizmi düzgün böyümə və inkişaf üçün bu mikroelementdən çoxlu miqdarda tələb edir.
Dəmir çatışmazlığının əlamətləri
Dəmirin orqanizmə çox az daxil olmasının simptomları yorğunluq, əl və ayaqların daimi donması, depressiya, saç və dırnaqların kövrəkliyi, zehni fəaliyyətin azalması, həzm sisteminin pozğunluqları, aşağı performans və tiroid bezinin pozulmasıdır. Bu simptomlardan bir neçəsini görsəniz, pəhrizinizdə dəmirlə zəngin qidaların miqdarını artırmaq və ya tərkibində dəmir olan vitaminlər və ya əlavələr almaq istəyə bilərsiniz. Həmçinin, bu simptomlardan hər hansı birini çox güclü hiss edirsinizsə, mütləq həkimə müraciət edin.
Sənayedə dəmirdən istifadə
Dəmirin istifadəsi və xassələri bir-biri ilə sıx bağlıdır. Ferromaqnetizminə görə ondan maqnit hazırlamaq üçün istifadə olunur - həm məişət məqsədləri üçün daha zəif (suvenir soyuducu maqnitləri və s.), həm də daha güclü - sənaye məqsədləri üçün. Sözügedən metal yüksək möhkəmliyə və sərtliyə malik olduğuna görə qədim zamanlardan silah, zireh və digər hərbi və məişət alətlərinin hazırlanmasında istifadə edilmişdir. Yeri gəlmişkən, hətta qədim Misirdə də meteorit dəmirinin xüsusiyyətləri məlum idiadi metaldan daha üstündür. Həm də belə bir xüsusi dəmir qədim Romada istifadə olunurdu. Ondan elit silahlar düzəldirdilər. Yalnız çox varlı və nəcib bir insanın meteorit metalından qalxan və ya qılınc ola bilərdi.
Ümumiyyətlə, bu məqalədə nəzərdən keçirdiyimiz metal bu qrupun bütün maddələri arasında istifadə olunan ən çox yönlüdür. İlk növbədə ondan həm sənayedə, həm də məişətdə zəruri olan hər cür məhsulların istehsalında istifadə olunan polad və çuqun hazırlanır.
Çuqun dəmir və karbondan ibarət bir ərintidir, ikincisi 1,7-dən 4,5 faizə qədərdir. İkincisi 1,7 faizdən azdırsa, bu cür ərintiyə polad deyilir. Tərkibində təxminən 0,02 faiz karbon varsa, bu, artıq adi texniki dəmirdir. Alaşımda karbonun olması ona daha çox güc, istiliyə davamlılıq və pas müqaviməti vermək üçün lazımdır.
Bundan əlavə, poladda çirklər kimi bir çox başqa kimyəvi elementlər ola bilər. Bu manqan, fosfor və silikondur. Həmçinin, xrom, nikel, molibden, volfram və bir çox başqa kimyəvi elementlər bu cür ərintilərə müəyyən keyfiyyətlər vermək üçün əlavə edilə bilər. Transformator poladları kimi çox miqdarda silikonun (təxminən dörd faiz) mövcud olduğu polad növləri istifadə olunur. Tərkibində çoxlu manqan olanlar (on iki və ya on dörd faizə qədər) hissələrin istehsalında tətbiq olunur.dəmir yolları, dəyirmanlar, qırıcılar və hissələri tez köhnələn digər alətlər.
Molibden ərintinin tərkibinə onu daha termal dayanıqlı etmək üçün daxil edilir - belə poladlar alət poladları kimi istifadə olunur. Bundan əlavə, bıçaq və digər məişət alətləri şəklində tanınmış və tez-tez istifadə olunan paslanmayan poladları əldə etmək üçün ərintiyə xrom, nikel və titan əlavə etmək lazımdır. Zərbəyə davamlı, yüksək dayanıqlı, çevik polad əldə etmək üçün ona vanadium əlavə etmək kifayətdir. Niobiumun tərkibinə daxil edildikdə, korroziyaya və kimyəvi aqressiv maddələrin təsirlərinə yüksək müqavimət əldə etmək mümkündür.
Məqalənin əvvəlində qeyd olunan mineral maqnetit sərt disklərin, yaddaş kartlarının və bu tip digər cihazların istehsalı üçün lazımdır. Maqnit xüsusiyyətlərinə görə dəmir transformatorların, mühərriklərin, elektron məhsulların və s. konstruksiyalarda tapıla bilər. Bundan əlavə, dəmir digər metal ərintilərinə əlavə edilə bilər ki, onlara daha çox güc və mexaniki sabitlik verilir. Bu elementin sulfatı bağçılıqda zərərvericilərə qarşı mübarizə üçün istifadə olunur (mis sulfatla birlikdə).
Dəmir xloridlər suyun təmizlənməsi üçün əvəzolunmazdır. Bundan əlavə, maqnit tozu qara və ağ printerlərdə istifadə olunur. Piritin əsas istifadəsi ondan sulfat turşusu əldə etməkdir. Bu proses laboratoriyada üç mərhələdə baş verir. Birinci mərhələdə dəmir oksidi və kükürd dioksidi istehsal etmək üçün ferrum pirit yandırılır. İkinci addım dioksidin çevrilməsidiroksigenin iştirakı ilə kükürdün trioksidinə çevrilir. Və son mərhələdə əldə edilən maddə katalizatorların iştirakı ilə su buxarından keçirilir və bununla da sulfat turşusu alınır.
Dəmir alınır
Bu metal əsasən iki əsas mineraldan çıxarılır: maqnetit və hematit. Bu, dəmirin koks şəklində karbonla birləşmələrindən azaldılması ilə həyata keçirilir. Bu, temperaturu iki min dərəcə Selsiyə çatan yüksək sobalarda edilir. Bundan əlavə, hidrogen ilə dəmiri az altmaq üçün bir yol var. Bunun üçün domna sobası tələb olunmur. Bu üsulu həyata keçirmək üçün xüsusi gil götürülür, əzilmiş filizlə qarışdırılır və şaft sobasında hidrogenlə müalicə olunur.
Nəticə
Dəmirin xüsusiyyətləri və istifadəsi müxtəlifdir. Bu, bəlkə də həyatımızda ən vacib metaldır. Bəşəriyyətə məlum olduqdan sonra o, o dövrdə bütün alətlərin, eləcə də silahların istehsalı üçün əsas material olan bürüncün yerini tutdu. Polad və çuqun fiziki xassələrinə, mexaniki gərginliyə qarşı müqavimətinə görə mis-qalay ərintisindən bir çox cəhətdən üstündür.
Bundan əlavə, dəmir planetimizdə bir çox digər metallardan daha çox yayılmışdır. Yer qabığında onun kütlə payı demək olar ki, beş faizdir. Təbiətdə ən çox yayılmış dördüncü kimyəvi elementdir. Həmçinin, bu kimyəvi element heyvanların və bitkilərin orqanizminin normal fəaliyyəti üçün çox vacibdir, çünki ilk növbədə hemoglobin onun əsasında qurulur. Dəmir vacib mikroelementdirsağlamlığın qorunması və orqanların normal fəaliyyəti üçün vacibdir. Yuxarıda göstərilənlərə əlavə olaraq, unikal maqnit xüsusiyyətlərinə malik olan yeganə metaldır. Ferrum olmadan həyatımızı təsəvvür etmək mümkün deyil.
