Λήψη και εφαρμογή σιδήρου. Χημικές και φυσικές ιδιότητες του σιδήρου

Brazhnikova Alla Mikhailovna,

Γυμνάσιο GBOU №332

Περιοχή Νιέφσκι της Αγίας Πετρούπολης

Αυτό το εγχειρίδιο εξετάζει ερωτήσεις σχετικά με το θέμα "Χημεία του Σιδήρου". Εκτός από τα παραδοσιακά θεωρητικά ζητήματα, εξετάζονται θέματα που υπερβαίνουν το βασικό επίπεδο. Περιέχει ερωτήσεις για αυτοέλεγχο, οι οποίες δίνουν τη δυνατότητα στους μαθητές να ελέγξουν το επίπεδο αφομοίωσης του σχετικού εκπαιδευτικού υλικού κατά την προετοιμασία για τις εξετάσεις.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Ο ΣΙΔΗΡΟΣ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΑΠΛΗ ΟΥΣΙΑ.

Η δομή του ατόμου σιδήρου .

Ο σίδηρος είναι ένα στοιχείο d, που βρίσκεται σε μια πλευρική υποομάδα της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος. Το πιο κοινό μέταλλο στη φύση μετάαλουμίνιο. Αποτελεί μέρος πολλών ορυκτών: καφέ σιδηρομετάλλευμα (αιματίτης) Fe 2 O 3, μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα (μαγνητίτης) Fe 3 O 4, πυρίτης FeS 2.

Ηλεκτρονική δομή : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .

Σθένος : II, III, (IV).

Καταστάσεις οξείδωσης: 0, +2, +3, +6 (μόνο στα φερρατικά K 2 FeO 4).

φυσικές ιδιότητες.

Ο σίδηρος είναι ένα γυαλιστερό, ασημί-λευκό μέταλλο, σ.τ. - 1539 0 C.

Παραλαβή.

Ο καθαρός σίδηρος μπορεί να ληφθεί με αναγωγή των οξειδίων με υδρογόνο όταν θερμαίνεται, καθώς και με ηλεκτρόλυση των διαλυμάτων των αλάτων του. Διαδικασία τομέα - λήψη σιδήρου με τη μορφή κραμάτων με άνθρακα (χυτοσίδηρος και χάλυβας):

1) 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO → 3 FeO + CO 2

3) FeO + CO → Fe + CO 2

Χημικές ιδιότητες.

Ι. Αλληλεπίδραση με απλές ουσίες – αμέταλλα

1) Με χλώριο και θείο (όταν ζεσταθεί). Με έναν ισχυρότερο οξειδωτικό παράγοντα, το χλώριο οξειδώνει το σίδηρο σε Fe 3+, με ένα ασθενέστερο - θείο - σε Fe 2+:

2Fe 2 + 3Cl → 2FeCl 3

2) Με άνθρακα, πυρίτιο και φώσφορο (σε υψηλή θερμοκρασία).

3) Στον ξηρό αέρα, οξειδώνεται με οξυγόνο, σχηματίζοντας άλατα - ένα μείγμα οξειδίων σιδήρου (II) και (III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 (FeO Fe 2 O 3)

II. Αλληλεπίδραση με σύνθετες ουσίες.

1) Η διάβρωση (σκουριά) του σιδήρου προέρχεται σε υγρό αέρα:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

Σε υψηλή θερμοκρασία (700 - 900 0 C) απουσία οξυγόνου, ο σίδηρος αντιδρά με υδρατμούς, εκτοπίζοντας το υδρογόνο από αυτόν:

3Fe+ 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

2) Εκτοπίζει το υδρογόνο από αραιό υδροχλωρικό και θειικό οξύ:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (razb.) \u003d FeSO 4 + H 2

Τα υψηλά συμπυκνωμένα θειικά και νιτρικά οξέα δεν αντιδρούν με τον σίδηρο σε συνηθισμένες θερμοκρασίες λόγω της παθητικοποίησής του.

Με αραιό νιτρικό οξύ, ο σίδηρος οξειδώνεται σε Fe 3+, τα προϊόντα της αναγωγής του ΗΝΟ 3 εξαρτώνται από τη συγκέντρωση και τη θερμοκρασία του:

8Fe + 30HNO 3 (πολύ καλά αποκ.) → 8Fe(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

Fe + 4HNO 3 (διαφορ.) → Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Fe + 6HNO 3 (συμπ.) → (θερμοκρασία) Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

3) Αντίδραση με διαλύματα μεταλλικών αλάτων στα δεξιά του σιδήρου στην ηλεκτροχημική σειρά τάσεων μετάλλων:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

ΚΕΦΑΛΑΙΟ2. ΕΝΩΣΕΙΣ ΣΙΔΗΡΟΥ(ΙΙ).

οξείδιο του σιδήρου (II) .

Το οξείδιο FeO είναι μια μαύρη σκόνη, αδιάλυτη στο νερό.

Παραλαβή.

Ανάκτηση από το οξείδιο του σιδήρου (III) στους 500 0 C με τη δράση του μονοξειδίου του άνθρακα (II):

Fe 2 O 3 + CO → 2 FeO + CO 2

Χημικές ιδιότητες.

Το κύριο οξείδιο, αντιστοιχεί στο υδροξείδιο Fe (OH) 2: διαλύεται σε οξέα, σχηματίζοντας άλατα σιδήρου (II):

FeO+ 2HCl → FeCl 2 + H 2 O

υδροξείδιο σιδήρου (II).

Το υδροξείδιο του σιδήρου Fe(OH) 2 είναι αδιάλυτη στο νερό βάση.

Παραλαβή.

Η δράση των αλκαλίων σε άλατα σιδήρου () χωρίς πρόσβαση αέρα:

FeSO 4 + NaOH → Fe(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4

Χημικές ιδιότητες.

Το υδροξείδιο Fe(OH) 2 παρουσιάζει βασικές ιδιότητες, διαλύεται καλά σε ανόργανα οξέα, σχηματίζοντας άλατα.

Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 → FeSO 4 + 2H 2 O

Όταν θερμαίνεται, αποσυντίθεται:

Fe(OH) 2 → (θερμοκρασία) FeO+ H 2 O

ιδιότητες οξειδοαναγωγής.

Οι ενώσεις σιδήρου (II) παρουσιάζουν επαρκώς ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες, είναι σταθερές μόνο σε αδρανή ατμόσφαιρα. στον αέρα (αργά) ή σε υδατικό διάλυμα υπό τη δράση οξειδωτικών παραγόντων (γρήγορα) περνούν σε ενώσεις σιδήρου (III):

4 Fe(OH) 2 (ίζημα) + O 2 + 2H 2 O→ 4 Fe(OH) 3 ↓

2FeCl 2 + Cl 2 → 2 FeCl 3

10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 → 5 Fe 2 (SO 4) 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

Οι ενώσεις σιδήρου (II) μπορούν επίσης να δράσουν ως οξειδωτικοί παράγοντες:

FeO+ CO→ (θερμοκρασία) Fe+ CO

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΕΝΩΣΕΙΣ ΣΙΔΗΡΟΥ (III).

οξείδιο του σιδήρου (III)

Το οξείδιο Fe 2 O 3 είναι η πιο σταθερή φυσική ένωση σιδήρου που περιέχει οξυγόνο. Είναι ένα αμφοτερικό οξείδιο, αδιάλυτο στο νερό. Σχηματίζεται κατά την ψήσιμο του πυρίτη FeS 2 (βλ. 20.4 «Λήψη SO 2».

Χημικές ιδιότητες.

1) Διαλύοντας σε οξέα, σχηματίζει άλατα σιδήρου (III):

Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O

2) Όταν συντήκεται με ανθρακικό κάλιο, σχηματίζει φερρίτη κάλιο:

Fe 2 O 3 + K 2 CO 3 → (θερμοκρασία) 2KFeO 2 + CO 2

3) Κάτω από τη δράση αναγωγικών παραγόντων, δρα ως οξειδωτικός παράγοντας:

Fe 2 O 3 + 3H 2 → (θερμοκρασία) 2Fe + 3H 2 O

υδροξείδιο σιδήρου (III)

Το υδροξείδιο του σιδήρου Fe (OH) 3 είναι μια κοκκινοκαφέ ουσία, αδιάλυτη στο νερό.

Παραλαβή.

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Χημικές ιδιότητες.

Το υδροξείδιο του Fe (OH) 3 είναι ασθενέστερη βάση από το υδροξείδιο του σιδήρου (II), έχει ασθενώς έντονη επαμφοτερικότητα.

1) Διαλυτό σε ασθενή οξέα:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

2) Όταν βράσει σε διάλυμα NaOH 50%, σχηματίζεται

Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3

Άλατα σιδήρου (III).

Υπόκειται σε ισχυρή υδρόλυση σε υδατικό διάλυμα:

Fe 3+ + H 2 O ↔ Fe (OH) 2+ + H +

Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O ↔ Fe (OH) SO 4 + H 2 SO 4

Κάτω από τη δράση ισχυρών αναγωγικών παραγόντων σε υδατικό διάλυμα, παρουσιάζουν οξειδωτικές ιδιότητες, μετατρέπονται σε άλατα σιδήρου (II):

2FeCl 3 + 2KI → 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

Fe 2 (SO 4) 3 + Fe → 3 Fe

ΚΕΦΑΛΑΙΟ4. ΠΟΙΟΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ.

Ποιοτικές αντιδράσεις σε ιόντα Fe 2+ και Fe 3+.

Το αντιδραστήριο για το ιόν Fe 2+ είναι το εξακυανοφερρικό κάλιο (III) (κόκκινο άλας αίματος), το οποίο δίνει μαζί του ένα έντονα μπλε ίζημα ενός μικτού άλατος - εξακυανοσιδηρικό κάλιο-σίδηρο (II) ή μπλε τουρμπουλ:

FeCl 2 + K 3 → KFe 2+ ↓ + 2KCl

Το αντιδραστήριο για το ιόν Fe 3+ είναι το θειοκυανικό ιόν (θειοκυανικό ιόν) ΚΝΣ -, όταν αλληλεπιδρά με άλατα σιδήρου (III), σχηματίζεται μια κόκκινη ουσία - θειοκυανικός σίδηρος (III):

FeCl 3 + 3KCNS → Fe(CNS) 3 + 3KCl

3) Τα ιόντα Fe 3+ μπορούν επίσης να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας εξακυανοφερρικό κάλιο (II) (κίτρινο άλας αίματος). Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται μια αδιάλυτη στο νερό ουσία έντονου μπλε χρώματος - εξακυανοφερρικός κάλιο-σίδηρος (III) ή κυανούν χρώμα:

FeCl 3 + K 4 → KFe 3+ ↓ + 3KCl

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΙΑΤΡΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ.

Ο ρόλος του σιδήρου στον οργανισμό.

ΣίδεροΣυμμετέχει στο σχηματισμό της αιμοσφαιρίνης στο αίμα, στη σύνθεση των θυρεοειδικών ορμονών, στην προστασία του οργανισμού από τα βακτήρια. Είναι απαραίτητο για το σχηματισμό ανοσοπροστατευτικών κυττάρων, απαιτείται για το «έργο» των βιταμινών Β.

Σίδεροαποτελεί μέρος περισσότερων από 70 διαφορετικών ενζύμων, συμπεριλαμβανομένων των αναπνευστικών, που διασφαλίζουν τις διαδικασίες της αναπνοής στα κύτταρα και τους ιστούς και εμπλέκονται στην εξουδετέρωση ξένων ουσιών που εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα.

Αιμοποίηση. Αιμοσφαιρίνη.

Ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και τους ιστούς.

Σιδηροπενική αναιμία.

Η έλλειψη σιδήρου στον οργανισμό οδηγεί σε ασθένειες όπως η αναιμία, η αναιμία.

Η σιδηροπενική αναιμία (IDA) είναι ένα αιματολογικό σύνδρομο που χαρακτηρίζεται από διαταραχή της σύνθεσης αιμοσφαιρίνης λόγω έλλειψης σιδήρου και εκδηλώνεται με αναιμία και σιδεροπενία. Οι κύριες αιτίες της IDA είναι η απώλεια αίματος και η έλλειψη τροφών και ποτών πλούσιων σε αίμη.

Ο ασθενής μπορεί να ενοχληθεί από κόπωση, δύσπνοια και αίσθημα παλμών, ειδικά μετά από σωματική άσκηση, συχνά - ζάλη και πονοκεφάλους, εμβοές, ακόμη και λιποθυμία είναι πιθανές. Ένα άτομο γίνεται ευερέθιστο, ο ύπνος διαταράσσεται, η συγκέντρωση της προσοχής μειώνεται. Επειδή η ροή του αίματος στο δέρμα είναι μειωμένη, μπορεί να αναπτυχθεί αυξημένη ευαισθησία στο κρύο. Υπάρχουν επίσης συμπτώματα από το γαστρεντερικό σωλήνα - απότομη μείωση της όρεξης, δυσπεπτικές διαταραχές (ναυτία, αλλαγές στη φύση και τη συχνότητα των κοπράνων).

Ο σίδηρος είναι αναπόσπαστο μέρος ζωτικών βιολογικών συμπλεγμάτων, όπως η αιμοσφαιρίνη (μεταφορά οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα), η μυοσφαιρίνη (αποθήκευση οξυγόνου στους μύες), τα κυτοχρώματα (ένζυμα). Το σώμα ενός ενήλικα περιέχει 4-5 g σιδήρου.

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΜΕΝΗΣ ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑΣ:

Κ.Ν. Zelenin, V.P. Sergutin, O.V. Βύνη «Περνάμε τέλεια τις εξετάσεις στη χημεία». Elbl-SPb LLC, 2001.
K.A. Makarov "Ιατρική χημεία". Εκδοτικός οίκος του Κρατικού Ιατρικού Πανεπιστημίου της Αγίας Πετρούπολης, 1996.
N.L. Γκλίνκα Γενική Χημεία. Λένινγκραντ "Χημεία", 1985.
V.N. Doronkin, A.G. Berezhnaya, T.V. Sazhnev, V.A. Fevraleva "Χημεία. Θεματικά τεστ για την προετοιμασία για τις εξετάσεις. Εκδοτικός οίκος "Legion", Rostov-on-Don, 2012.

ΣΙΔΕΡΟ (Ferrum, Fe) - ένα στοιχείο της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev. είναι μέρος των αναπνευστικών χρωστικών, συμπεριλαμβανομένης της αιμοσφαιρίνης, εμπλέκεται στη διαδικασία δέσμευσης και μεταφοράς οξυγόνου στους ιστούς στο σώμα των ζώων και των ανθρώπων. διεγείρει τη λειτουργία των αιμοποιητικών οργάνων. Χρησιμοποιείται ως φάρμακο για αναιμικές και κάποιες άλλες παθολογικές καταστάσεις. Το ραδιενεργό ισότοπο 59 Fe χρησιμοποιείται ως ραδιενεργός ιχνηθέτης σε σφήνα, εργαστηριακές έρευνες. Τακτικός αριθμός 26, στο. βάρος 55.847.

Τέσσερα σταθερά ισότοπα σιδήρου έχουν βρεθεί στη φύση, με αριθμούς μάζας 54 (5,84%), 56 (91,68%), 57 (2,17%) και 58 (0,31%).

Ο σίδηρος βρίσκεται παντού, τόσο στη Γη, ειδικά στον πυρήνα της, όσο και στους μετεωρίτες. Ο φλοιός της γης περιέχει 4,2 τοις εκατό κατά βάρος, ή 1,5 ατομικό τοις εκατό σίδηρο.Η περιεκτικότητα σε σίδηρο στους πετρώδεις μετεωρίτες είναι κατά μέσο όρο 23% και μερικές φορές φτάνει το 90% (τέτοιοι μετεωρίτες ονομάζονται σιδερένιοι μετεωρίτες). Με τη μορφή σύνθετων οργανικών ενώσεων ο σίδηρος είναι μέρος φυτικών και ζωικών οργανισμών.

Το Zh. είναι μέρος πολλών ορυκτών, τα οποία είναι οξείδια σιδήρου (κόκκινο σιδηρομετάλλευμα - Fe 2 O 3, μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα - FeO-Fe 2 O 3, καφέ σιδηρομετάλλευμα - 2Fe 2 O 3 -3H 2 O), ή ανθρακικά (σιδερίτης - FeCO 3), ή θειούχες ενώσεις (σιδηροπυρίτης, μαγνητικός πυρίτης), ή, τέλος, πυριτικά άλατα (π.χ. ολιβίνη κ.λπ.). Το Ζ. βρίσκεται σε υπόγεια ύδατα και νερά διαφόρων ταμιευτήρων. Το Zh. περιέχεται στο θαλασσινό νερό σε συγκέντρωση 5 10 -6%.

Στην τεχνική του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται σε μορφή κραμάτων με άλλα στοιχεία που αλλάζουν σημαντικά τις ιδιότητές του. Τα κράματα σιδήρου με άνθρακα έχουν τη μεγαλύτερη σημασία.

Φυσικοχημικές ιδιότητες του σιδήρου και των ενώσεων του

Pure Zh. - ένα λαμπρό λευκό ελατό μέταλλο με γκριζωπή απόχρωση. t° pl 1539 ± 5°, t° βρασμού περ. 3200°; κτυπά βάρος 7,874; έχει, σε σύγκριση με άλλα καθαρά μέταλλα, τις υψηλότερες σιδηρομαγνητικές ιδιότητες, δηλαδή την ικανότητα να αποκτά τις ιδιότητες ενός μαγνήτη υπό την επίδραση ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.

Δύο κρυσταλλικές τροποποιήσεις του σιδήρου είναι γνωστές: ο σίδηρος άλφα και γάμμα. Η πρώτη, η τροποποίηση άλφα, είναι σταθερή κάτω από 911° και πάνω από 1392°, η δεύτερη, τροποποίηση γάμμα, στο εύρος θερμοκρασίας από 911° έως 1392°. Σε θερμοκρασίες πάνω από 769°, ο άλφα σίδηρος είναι μη μαγνητικός και κάτω από 769° είναι μαγνητικός. Ο μη μαγνητικός σίδηρος άλφα ονομάζεται μερικές φορές βήτα σίδηρος και ο σίδηρος άλφα υψηλής θερμοκρασίας μερικές φορές ονομάζεται σίδηρος δέλτα. Το Zh. αλληλεπιδρά εύκολα με αραιωμένα οξέα (για παράδειγμα, με υδροχλωρικό, θειικό, οξικό) με την απελευθέρωση υδρογόνου και το σχηματισμό των αντίστοιχων αλάτων σιδήρου του Zh., δηλ. αλάτων Fe (II). Η αλληλεπίδραση του Zh. με το πολύ αραιωμένο νιτρικό οξύ συμβαίνει χωρίς έκλυση υδρογόνου με το σχηματισμό του νιτρικού άλατος του σιδήρου του Zh. - Fe (NO 3) 2 και του αζωτούχου άλατος αμμωνίου - NH 4 NO 3. Σε αλληλεπίδραση Ζ. με κόντς. Το νιτρικό οξύ σχηματίζει ένα άλας οξειδίου Zh., δηλ. ένα άλας Fe (III), - Fe (ΝΟ 3) 3, και ταυτόχρονα απελευθερώνονται οξείδια του αζώτου.

Σε ξηρό αέρα, ο σίδηρος καλύπτεται με ένα λεπτό φιλμ οξειδίου (πάχους 3 nm) (Fe 2 O 3), αλλά δεν σκουριάζει. Σε υψηλές θερμοκρασίες, παρουσία αέρα, ο σίδηρος οξειδώνεται, σχηματίζοντας άλατα σιδήρου - ένα μείγμα οξειδίου (FeO) και οξειδίου (Fe 2 O 3) Zh. Παρουσία υγρασίας και αέρα, ο σίδηρος διαβρώνεται. οξειδώνεται με το σχηματισμό σκουριάς, η άκρη είναι ένα μείγμα από ενυδατωμένα οξείδια του σιδήρου.Για την προστασία του σιδήρου από τη σκουριά, καλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα από άλλα μέταλλα (ψευδάργυρος, νικέλιο, χρώμιο κ.λπ.) ή με λαδομπογιές και βερνίκια, ή επιτυγχάνεται σχηματισμός σιδήρου στην επιφάνεια λεπτή μεμβράνη υποξειδίου του αζώτου - Fe 3 O 4 (μπλε του χάλυβα).

Το Zh. ανήκει στα στοιχεία με μεταβλητό σθένος και επομένως οι ενώσεις του είναι σε θέση να συμμετέχουν σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Είναι γνωστές ενώσεις δι-, τρι- και εξασθενούς σιδήρου.

Οι πιο σταθερές είναι οι ενώσεις του δισθενούς και τρισθενούς σιδήρου. Οι ενώσεις οξυγόνου Zh. - οξείδιο (FeO) και οξείδιο (Fe 2 O 3) - έχουν βασικές ιδιότητες και σχηματίζουν άλατα με το-τάμι. Οι ένυδρες ενώσεις αυτών των οξειδίων Fe(OH) 2, Fe(OH) 3 είναι αδιάλυτες στο νερό. Τα άλατα σιδήρου, δηλαδή δισθενή, υγρά (FeCl 2, FeSO 4, κ.λπ.), που ονομάζονται άλατα Fe (II) ή σιδηροάλατα, είναι άχρωμα στην άνυδρη κατάσταση και παρουσία νερού κρυστάλλωσης ή σε διαλυμένη κατάσταση έχουν γαλαζοπράσινο χρώμα, διασπώνται με το σχηματισμό ιόντων Fe 2+. Το κρυσταλλικό ένυδρο του διπλού θειικού αμμωνίου και του δισθενούς J. (NH 4) 2 SO 4 -FeSO 4 -6H 2 O ονομάζεται άλας Mohr. Μια ευαίσθητη αντίδραση στα άλατα του Fe (II) είναι ο σχηματισμός ενός ιζήματος μπλε τουρνουά - Fe 3 2 με το διάλυμα K 3 Fe (CN) 6.

Τα άλατα του οξειδίου, δηλαδή του τρισθενούς σιδήρου ή του Fe (III), που ονομάζονται άλατα Fe (III) ή φερρισόλες, είναι χρωματισμένα κίτρινο-καφέ ή κόκκινο-καφέ, για παράδειγμα, ο χλωριούχος σίδηρος, το οποίο διατίθεται στο εμπόριο με τη μορφή κίτρινου υγροσκοπικού FeCl κρυσταλλικό ένυδρο 3 -6H 2 O. Διπλά θειικά άλατα Fe (III), που ονομάζονται στυπτηρία σιδήρου, για παράδειγμα, στυπτηρία σιδήρου-αμμωνίου (NH 4) 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 24H 2 O. Στο διάλυμα του Τα άλατα Fe (III) διασπώνται με το σχηματισμό ιόντων Fe 3+. Οι ευαίσθητες αντιδράσεις στα άλατα Fe (III) είναι: 1) ο σχηματισμός ιζήματος από μπλε Fe 4 3 της Πρωσίας με διάλυμα K 4 Fe (CN) 6 και 2) ο σχηματισμός κόκκινου σιδήρου ροδάνης Fe (CNS) 3 με το προσθήκη θειοκυανικών αλάτων (NH 4 CNS ή KCNs).

Οι ενώσεις του εξασθενούς σιδήρου είναι άλατα σιδήρου προς εσάς (φερρικά K2FeO4, BaFeO4). Αντιστοιχούν σε αυτά τα άλατα σιδήρου σε - ότι (H2FeO4) και ο ανυδρίτης του είναι ασταθείς και σε ελεύθερη κατάσταση δεν λαμβάνονται. Τα Ferrates είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες, είναι ασταθείς και αποσυντίθενται εύκολα με την απελευθέρωση οξυγόνου.

Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός πολύπλοκων ενώσεων του υγρού. Για παράδειγμα, όταν προστίθεται κυανιούχο κάλιο σε άλατα δισθενούς υγρού, το κυανιούχο κάλιο σχηματίζει πρώτα ένα ίζημα κυανιούχου υγρού Fe (CN) 2, το οποίο στη συνέχεια, με περίσσεια KCN, διαλύεται και πάλι για να σχηματίσει K 4 Fe (CN) 6 [εξακυανο- (II) φερριτικό κάλιο, σιδηροκυανιούχο κάλιο ή σιδηροκυανιούχο κάλιο]. Ένα άλλο παράδειγμα είναι το K 3 Fe (CN) 6 [σιδηροκυανιούχο κάλιο, σιδηροκυανιούχο κάλιο], κ.λπ. Το σιδηροκυανίδιο δίνει το ιόν Fe (CN) 4 - σε διάλυμα και το σιδηροκυανίδιο δίνει το Fe (CN) 6 3- . Το Zh., που περιέχεται σε αυτά τα ανιόντα, δεν δίνει ποιοτικές αντιδράσεις στα ιόντα σιδήρου Fe 3+ και Fe 2+. Ο Ζ. σχηματίζει εύκολα σύνθετες ενώσεις με πολλά οργανικά οξέα, καθώς και με αζωτούχες βάσεις. Ο σχηματισμός έγχρωμων συμπλόκων ενώσεων σιδήρου με α, άλφα1-διπυριδύλιο ή με ο-φαινανθρολίνη αποτελεί τη βάση πολύ ευαίσθητων μεθόδων ανίχνευσης και ποσοτικού προσδιορισμού μικρών ποσοτήτων σιδήρου.Ουσίες όπως η αίμη (βλέπε Αιμοσφαιρίνη) βιογενούς προέλευσης είναι επίσης σύνθετες ενώσεις του σιδήρου.

Με το μονοξείδιο του άνθρακα, ο σίδηρος δίνει πτητικές ενώσεις - καρβονύλια. Το καρβονύλιο Zh. Fe (CO) 5 ονομάζεται πεντακαρβονύλιο Zh. και χρησιμοποιείται για να ληφθεί το πιο καθαρό, απαλλαγμένο από οποιεσδήποτε ακαθαρσίες Zh. για σκοπούς λήψης χημικού. καταλύτες, καθώς και για ορισμένους ηλεκτρικούς σκοπούς.

Σίδηρος στο ανθρώπινο σώμα

Το σώμα ενός ενήλικα περιέχει κατά μέσο όρο 4-5 g Fe, εκ των οποίων περίπου. Το 70% είναι στη σύνθεση της αιμοσφαιρίνης, (βλ.), το 5-10% - στη σύνθεση της μυοσφαιρίνης (βλ.), το 20-25% με τη μορφή του αποθεματικού Zh. και όχι περισσότερο από 0,1% - στο πλάσμα του αίματος. Μια ποσότητα nek-swarm Zh. είναι μέρος διαφόρων οργανικών ενώσεων ενδοκυτταρικά. ΕΝΤΑΞΕΙ. Το 1% Zh. είναι επίσης μέρος ενός αριθμού αναπνευστικών ενζύμων (βλ. Αναπνευστικές χρωστικές, Αναπνευστικά ένζυμα, Βιολογική οξείδωση), τα οποία καταλύουν τις διαδικασίες της αναπνοής σε κύτταρα και ιστούς.

Το Zh., που βρίσκεται σε ένα πλάσμα αίματος, είναι μια μορφή μεταφοράς Zh., μια τομή συνδέεται με πρωτεΐνη τρανσφερρίνη που αντιπροσωπεύει βήτα-σφαιρίνες και, πιθανώς, άλφα-σφαιρίνες και λευκωματίνες. Θεωρητικά, 1,25 μικρογραμμάρια λίπους μπορούν να συσχετιστούν με 1 mg πρωτεΐνης, δηλαδή συνολικά, περίπου. 3 mg Zh. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, η τρανσφερίνη είναι κορεσμένη με Zh. μόνο κατά 20-50% (κατά μέσο όρο το ένα τρίτο). Η πρόσθετη ποσότητα Zh., μια περικοπή υπό ορισμένες συνθήκες μπορεί να έρθει σε επαφή με την τρανσφερίνη, ορίζει την ικανότητα δέσμευσης ακόρεστου σιδήρου (NZhSS) του αίματος. συνολική ποσότητα Zh., ένα κόψιμο μπορεί να συνδεθεί με τρανσφερίνη, ορίζει τη γενική ικανότητα δέσμευσης σιδήρου (OZHSS) του αίματος. Στον ορό του αίματος, η περιεκτικότητα του Zh. προσδιορίζεται σύμφωνα με τον Valkvist (V. Vahlquist) στην τροποποίηση των Hagberg (V. Hagberg) και E. A. Efimova. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι τα σύμπλοκα σιδήρου-πρωτεΐνης στο πλάσμα του αίματος σε όξινο περιβάλλον διασπώνται με την απελευθέρωση του F. Οι πρωτεΐνες κατακρημνίζονται και σε ένα διήθημα χωρίς πρωτεΐνη, ο Fe (III) μετατρέπεται σε Fe (II). που σχηματίζει έγχρωμο διαλυτό σύμπλοκο με ο-φαινανθρολίνη, η ένταση του χρώματος είναι κέρατο είναι ανάλογη με την ποσότητα Zh. στο διάλυμα. Για προσδιορισμό, λαμβάνονται 0,3 ml μη αιμολυμένου ορού αίματος, ο υπολογισμός γίνεται σύμφωνα με την καμπύλη βαθμονόμησης.

Η ικανότητα δέσμευσης σιδήρου του ορού αίματος προσδιορίζεται από τον A. Schade στην τροποποίηση των Rath (C. Rath) και Finch (C. Finch). Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι η αλληλεπίδραση βήτα-σφαιρινών και δισθενούς σιδήρου παράγει ένα πορτοκαλοκόκκινο σύμπλεγμα. Επομένως, όταν προστίθενται σιδηροάλατα (συνήθως άλατα Mohr) στον ορό αίματος, η ένταση αυτού του χρώματος αυξάνεται, οι άκρες σταθεροποιούνται απότομα στο σημείο κορεσμού της πρωτεΐνης. Κατά την ποσότητα Zh., απαραίτητη για τον κορεσμό της πρωτεΐνης, κρίνετε το NZhSS. Αυτή η τιμή, που συνοψίζεται με την ποσότητα του υγρού στον ορό του αίματος, αντανακλά το OZHSS.

Η διατήρηση του Zh. στο πλάσμα του αίματος υπόκειται σε καθημερινές διακυμάνσεις· μειώνεται κατά το δεύτερο μισό της ημέρας. Η συγκέντρωση του Zh. στο πλάσμα του αίματος εξαρτάται επίσης από την ηλικία: στα νεογνά είναι ίση με 175 mcg%, σε παιδιά ηλικίας 1 έτους - 73 mcg%. τότε η συγκέντρωση του Zh. αυξάνεται ξανά στα 110-115 μg% και δεν μεταβάλλεται σημαντικά μέχρι την ηλικία των 13 ετών. Στους ενήλικες, υπάρχουν διαφορές στη συγκέντρωση του Zh. στον ορό του αίματος ανάλογα με το φύλο: η περιεκτικότητα του Zh. στους άνδρες είναι 120 mcg%, και στις γυναίκες - 80 mcg%. Στο πλήρες αίμα, αυτή η διαφορά είναι λιγότερο έντονη. Το OZHSS του φυσιολογικού ορού αίματος είναι 290-380 mcg%. Στα ούρα ενός ατόμου, απεκκρίνονται 60-100 mcg F την ημέρα.

Εναπόθεση σιδήρου στους ιστούς

Το Zh., το οποίο εναποτίθεται στους ιστούς του σώματος, μπορεί να είναι εξωγενούς και ενδογενούς προέλευσης. Η εξωγενής σιδέρωση παρατηρείται σε ορισμένα επαγγέλματα ως επαγγελματικός κίνδυνος, ιδιαίτερα μεταξύ των ανθρακωρύχων που εργάζονται στην ανάπτυξη κόκκινου σιδηρομεταλλεύματος και μεταξύ των ηλεκτροσυγκολλητών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οξείδια Fe (III) (Fe 2 O 3) εναποτίθενται στους πνεύμονες, μερικές φορές με το σχηματισμό σιδερωτικών όζων που διαγιγνώσκονται με ακτινογραφία. Ιστολογικά, τα οζίδια είναι μια συσσώρευση σκόνης που περιέχει σίδηρο στον αυλό των κυψελίδων, σε απολεπισμένα κυψελιδικά κύτταρα, στα μεσοκυψελιδικά διαφράγματα, στα περιβλήματα των βρόγχων με ανάπτυξη γύρω από τον συνδετικό ιστό. Σε ηλεκτροσυγκολλητές, η ποσότητα του υγρού που εναποτίθεται στους πνεύμονες είναι συνήθως μικρή. τα σωματίδια του είναι κυρίως μικρότερα από 1 micron. Στους ανθρακωρύχους παρατηρούνται τεράστιες αποθέσεις., η ποσότητα to-rogo και στους δύο πνεύμονες μπορεί να φτάσει τα 45 g και να αποτελεί το 39,6% του βάρους της τέφρας που απομένει μετά την καύση ενός πνεύμονα. Η καθαρή σιδέρωση των πνευμόνων, για παράδειγμα, σε ηλεκτροσυγκολλητές, δεν συνοδεύεται από πνευμοσκλήρωση και αναπηρία. οι ανθρακωρύχοι, ωστόσο, έχουν συνήθως σιδεροπυριτική νόσο με την ανάπτυξη πνευμοσκλήρωσης (βλ.).

Εξωγενής σιδέρωση του βολβού του ματιού παρατηρείται όταν θραύσματα σιδήρου, ρινίσματα κ.λπ. εισάγονται στο μάτι. Ταυτόχρονα, το μεταλλικό υγρό περνά σε διττανθρακικό, μετά σε ένυδρο υγρό οξείδιο και εναποτίθεται στις διεργασίες του ακτινωτού σώματος, του επιθηλίου του πρόσθιου θαλάμου, της κάψας του φακού, του επισκληρικού ιστού, του αμφιβληστροειδούς και του οπτικού νεύρου. , όπου μπορεί να ανιχνευθεί χρησιμοποιώντας την κατάλληλη μικροχημεία. αντιδράσεις. Εξωγενής τοπική σιδέρωση μπορεί να παρατηρηθεί γύρω από θραύσματα σιδήρου που έχουν πέσει στους ιστούς κατά τη διάρκεια οικιακού και μαχητικού τραύματος (θραύσματα χειροβομβίδων, οβίδων κ.λπ.).

Η πηγή της ενδογενούς σιδέρωσης στη συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων είναι η αιμοσφαιρίνη με την εξω- και ενδαγγειακή καταστροφή της. Ένα από τα τελικά προϊόντα της διάσπασης της αιμοσφαιρίνης είναι η χρωστική ουσία αιμοσιδερίνη που περιέχει σίδηρο, η οποία εναποτίθεται σε όργανα και ιστούς. Η αιμοσιδερίνη ανακαλύφθηκε το 1834 από τον I. Müller, αλλά ο όρος "αιμοσιδερίνη" προτάθηκε από τον A. Neumann μόλις αργότερα, το 1888. Η αιμοσιδερίνη σχηματίζεται με διάσπαση της αίμης. Είναι ένα πολυμερές της φερριτίνης (βλ.) [Granik (S. Granick)]. Χημικά, η αιμοσιδερίνη είναι ένα συσσωμάτωμα υδροξειδίου του Fe(III) περισσότερο ή λιγότερο σταθερά συνδεδεμένο με πρωτεΐνες, βλεννοπολυσακχαρίτες και κυτταρικά λιπίδια. Ο σχηματισμός της αιμοσιδερίνης συμβαίνει σε κύτταρα τόσο μεσεγχυματικής όσο και επιθηλιακής φύσης. Αυτά τα κύτταρα

Ο V. V. Serov και ο V. S. Paukov πρότειναν να τους ονομάσουν σιδεροβλάστες. Οι κόκκοι αιμοσιδερίνης συντίθενται σε σιδεροσώματα σιδεροβλαστών. Μικροσκοπικά, η αιμοσιδερίνη έχει την εμφάνιση κόκκων από κιτρινωπό έως χρυσοκάστανο, που βρίσκονται κυρίως μέσα στα κύτταρα, αλλά μερικές φορές και εξωκυτταρικά. Οι κόκκοι αιμοσιδερίνης περιέχουν έως και 35% Zh.; Η αιμοσιδερίνη δεν σχηματίζει ποτέ κρυσταλλικές μορφές.

Λόγω του γεγονότος ότι η πηγή της αιμοσιδερίνης στις περισσότερες περιπτώσεις είναι η αιμοσφαιρίνη, εστιακές εναποθέσεις της τελευταίας μπορούν να παρατηρηθούν οπουδήποτε στο ανθρώπινο σώμα όπου έχει εμφανιστεί αιμορραγία (βλ. Αιμοσίδηρωση). Στην αιμοσιδήρωση, η SH-φερριτίνη (ενεργή σουλφυδρυλική μορφή), η οποία έχει αγγειοπαραλυτικές ιδιότητες, ανιχνεύεται στα σημεία εναπόθεσης αιμοσιδερίνης. Ιδιαίτερα μεγάλες αποθέσεις αιμοσιδερίνης, που προκύπτουν από τη φερριτίνη λόγω παραβίασης του κυτταρικού μεταβολισμού Zh., παρατηρούνται με αιμοχρωμάτωση (βλ.). ενώ στο ήπαρ η ποσότητα του εναποτιθέμενου λίπους συχνά ξεπερνά τα 20-30 γρ. Αποθέσεις λίπους στην αιμοχρωμάτωση, εκτός από το ήπαρ, παρατηρούνται και στο πάγκρεας, στα νεφρά, στο μυοκάρδιο, στα όργανα του δικτυοενδοθηλιακού συστήματος, μερικές φορές στους βλεννογόνους αδένες του τραχεία, στον θυρεοειδή αδένα, μύες και επιθήλιο της γλώσσας κ.λπ.

Εκτός από εναποθέσεις αιμοσιδερίνης, μερικές φορές υπάρχει εμποτισμός (σιδερίωση) του ελαστικού πλαισίου των πνευμόνων, ελαστικές μεμβράνες των αγγείων του πνεύμονα με καφέ σκλήρυνση ή εγκεφαλικά αγγεία στην περιφέρεια της αιμορραγίας (βλ. Καφέ συμπίεση των πνευμόνων ). Υπάρχει επίσης σιδηροποίηση μεμονωμένων μυϊκών ινών στη μήτρα, νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο σε ορισμένες ψυχικές ασθένειες (ηλιθιότητα, πρώιμη και γεροντική άνοια, ατροφία Pick, κάποια υπερκίνηση). Αυτοί οι σχηματισμοί είναι εμποτισμένοι με κολλοειδή σίδηρο και η σιδηροποίηση μπορεί να ανιχνευθεί μόνο με τη βοήθεια ειδικών αντιδράσεων.

Για την ανίχνευση του ιονισμένου σιδήρου στους ιστούς, η αντίδραση σχηματισμού του μπλε του turnbull σύμφωνα με τον Tiermann-Schmelzer για την ανίχνευση του Fe (II) και η αντίδραση σχηματισμού του μπλε της Πρωσίας [μέθοδος Perls με χρήση Fe (III)] χρησιμοποιούνται ευρέως.

Η αντίδραση για το σχηματισμό του turnbull blue διεξάγεται ως εξής: τα παρασκευασμένα τμήματα τοποθετούνται για 1-24 ώρες σε διάλυμα θειούχου αμμωνίου 10% για να μετατραπεί όλο το υγρό σε δισθενές θειικό ρευστό. μεταφέρεται για 10-20 λεπτά. σε ένα πρόσφατα παρασκευασμένο μίγμα ίσων μερών διαλύματος 20% σιδηροκυανιούχου καλίου και 1% διαλύματος υδροχλωρικού οξέος. Ζ. είναι βαμμένο σε έντονο μπλε χρώμα. Οι πυρήνες μπορούν να τελειώσουν με καρμίνη. Χρησιμοποιήστε μόνο γυάλινες βελόνες για τη μεταφορά τμημάτων.

Σύμφωνα με τη μέθοδο του Perls, οι τομές τοποθετούνται για αρκετά λεπτά σε ένα πρόσφατα παρασκευασμένο μίγμα 1 ώρας 2% υδατικού διαλύματος σιδηροκυανιούχου καλίου και 1,5 ώρας διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 1%. στη συνέχεια τα τμήματα ξεπλένονται με νερό και οι πυρήνες βάφονται με καρμίνη. Ο J. είναι βαμμένος μπλε. Η SH-φερριτίνη ανιχνεύεται χρησιμοποιώντας θειικό κάδμιο (N. D. Klochkov).

Βιβλιογραφία:Μέθοδοι βιοχημικής έρευνας στην κλινική, εκδ. A. A. Pokrovsky, σελ. 440, Μ., 1969; Στο e r b about l the island and the p. A. and At t e sh e in A. B. Iron in an animal organism, Alma-Ata, 1967, bibliogr.; Glinka N. L. Γενική χημεία, σελ. 682, L., 1973; Kassirsky I. A. and Alekseev G. A. Clinical Heatology, σελ. 168, Μ., 1970, βιβλιογρ.; Levin V.I. Παραγωγή ραδιενεργών ισοτόπων, σελ. 149, Μ., 1972; Mashkovsky M. D. Medicines, μέρος 2, σελ. 94, Μόσχα, 1977; Η φυσιολογική αιμοποίηση και η ρύθμισή της, εκδ. N. A. Fedorova, σελ. 244, Μ., 1976; Petrov V. N. and Shcherba M. M. Identification, prevalence and geography of iron deficiency, Klin, ιατρική, t. 20, 1972, βιβλιογρ.; P Ya-bov S. I. and Shostka G. D. Molecular genetic aspects of erythropoiesis, L., 1973, bibliogr.; Shch erb and M. M. Iron deficiency states, L., 197 5; Klinische Hamatologie, hrsg. v. H. Begemann, S. 295, Stuttgart, 1970; Pharmacological based of therapeutics, ed. από τον L. S. Goodman a. A. Gilman, L., 1975.

G. E. Vladimirov; G. A. Alekseev (πετράδια), V. V. Bochkarev (rad.), A. M. Vikhert (αδιέξοδο. αν.), V. V. Churyukanov (αγρόκτημα).

ΟΡΙΣΜΟΣ

Σίδερο- στοιχείο της όγδοης ομάδας της τέταρτης περιόδου του Περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev.

Και ο αδύναμος αριθμός είναι 26. Το σύμβολο είναι Fe (λατ. «ferrum»). Ένα από τα πιο κοινά μέταλλα στον φλοιό της γης (δεύτερη θέση μετά το αλουμίνιο).

Φυσικές ιδιότητες του σιδήρου

Ο σίδηρος είναι ένα γκρι μέταλλο. Στην καθαρή του μορφή, είναι αρκετά μαλακό, εύπλαστο και όλκιμο. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση της εξωτερικής στάθμης ενέργειας είναι 3d 6 4s 2 . Στις ενώσεις του, ο σίδηρος εμφανίζει τις καταστάσεις οξείδωσης «+2» και «+3». Το σημείο τήξης του σιδήρου είναι 1539 C. Ο σίδηρος σχηματίζει δύο κρυσταλλικές τροποποιήσεις: α- και γ-σίδηρος. Το πρώτο από αυτά έχει ένα κυβικό πλέγμα με κέντρο το σώμα, το δεύτερο έχει ένα κυβικό με επίκεντρο το πρόσωπο. Ο α-σίδηρος είναι θερμοδυναμικά σταθερός σε δύο κλίμακες θερμοκρασίας: κάτω από 912 και από 1394 C έως το σημείο τήξης. Μεταξύ 912 και 1394 C, ο γ-σίδηρος είναι σταθερός.

Οι μηχανικές ιδιότητες του σιδήρου εξαρτώνται από την καθαρότητά του - την περιεκτικότητα σε αυτόν ακόμη και σε πολύ μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων. Ο συμπαγής σίδηρος έχει την ικανότητα να διαλύει πολλά στοιχεία στον εαυτό του.

Χημικές ιδιότητες του σιδήρου

Στον υγρό αέρα, ο σίδηρος σκουριάζει γρήγορα, δηλ. καλυμμένο με καφέ επίστρωση ενυδατωμένου οξειδίου του σιδήρου, το οποίο, λόγω της ευθρυπτότητάς του, δεν προστατεύει τον σίδηρο από περαιτέρω οξείδωση. Στο νερό, ο σίδηρος διαβρώνεται έντονα. με άφθονη πρόσβαση σε οξυγόνο, σχηματίζονται ένυδρες μορφές οξειδίου του σιδήρου (III):

2Fe + 3/2O 2 + nH 2 O = Fe 2 O 3 × H 2 O.

Με έλλειψη οξυγόνου ή με δύσκολη πρόσβαση, σχηματίζεται ένα μικτό οξείδιο (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2.

Ο σίδηρος διαλύεται σε υδροχλωρικό οξύ οποιασδήποτε συγκέντρωσης:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2.

Ομοίως, η διάλυση συμβαίνει σε αραιό θειικό οξύ:

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2.

Σε πυκνά διαλύματα θειικού οξέος, ο σίδηρος οξειδώνεται σε σίδηρο (III):

2Fe + 6H 2 SO 4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Ωστόσο, στο θειικό οξύ, η συγκέντρωση του οποίου είναι κοντά στο 100%, ο σίδηρος γίνεται παθητικός και πρακτικά δεν υπάρχει αλληλεπίδραση. Σε αραιά και μετρίως συμπυκνωμένα διαλύματα νιτρικού οξέος, ο σίδηρος διαλύεται:

Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O.

Σε υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικού οξέος, η διάλυση επιβραδύνεται και ο σίδηρος γίνεται παθητικός.

Όπως και άλλα μέταλλα, ο σίδηρος αντιδρά με απλές ουσίες. Οι αντιδράσεις της αλληλεπίδρασης του σιδήρου με τα αλογόνα (ανεξάρτητα από το είδος του αλογόνου) προχωρούν όταν θερμανθούν. Η αλληλεπίδραση του σιδήρου με το βρώμιο προχωρά σε αυξημένη τάση ατμών του τελευταίου:

2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;

3Fe + 4I 2 = Fe 3 I 8.

Η αλληλεπίδραση του σιδήρου με το θείο (σκόνη), το άζωτο και το φώσφορο εμφανίζεται επίσης όταν θερμαίνεται:

6Fe + N 2 = 2Fe 3 N;

2Fe + P = Fe 2 P;

3Fe + P = Fe 3 P.

Ο σίδηρος είναι ικανός να αντιδρά με αμέταλλα όπως ο άνθρακας και το πυρίτιο:

3Fe + C = Fe 3 C;

Μεταξύ των αντιδράσεων της αλληλεπίδρασης του σιδήρου με σύνθετες ουσίες, οι ακόλουθες αντιδράσεις παίζουν ιδιαίτερο ρόλο - ο σίδηρος είναι σε θέση να μειώσει τα μέταλλα που βρίσκονται στη σειρά δραστηριότητας στα δεξιά του, από διαλύματα αλάτων (1), σε μείωση του σιδήρου (III ) ενώσεις (2):

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu (1);

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2 (2).

Ο σίδηρος, σε αυξημένη πίεση, αντιδρά με ένα οξείδιο που δεν σχηματίζει άλατα - CO για να σχηματίσει ουσίες σύνθετης σύνθεσης - καρβονύλια - Fe (CO) 5, Fe 2 (CO) 9 και Fe 3 (CO) 12.

Ο σίδηρος, απουσία ακαθαρσιών, είναι σταθερός στο νερό και σε αραιά αλκαλικά διαλύματα.

Λήψη σιδήρου

Ο κύριος τρόπος λήψης σιδήρου είναι από σιδηρομετάλλευμα (αιματίτης, μαγνητίτης) ή ηλεκτρόλυση διαλυμάτων των αλάτων του (στην περίπτωση αυτή λαμβάνεται «καθαρός» σίδηρος, δηλαδή σίδηρος χωρίς ακαθαρσίες).

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση

Ζυγαριά σιδήρου Fe 3 O 4 βάρους 10 g κατεργάστηκε αρχικά με 150 ml διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (πυκνότητα 1,1 g/ml) με κλάσμα μάζας υδροχλωρίου 20%, και στη συνέχεια προστέθηκε περίσσεια σιδήρου στο προκύπτον διάλυμα. Προσδιορίστε τη σύνθεση του διαλύματος (σε % κατά βάρος).

Λύση

Γράφουμε τις εξισώσεις αντίδρασης σύμφωνα με την συνθήκη του προβλήματος:

8HCl + Fe 3 O 4 \u003d FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O (1);

2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 (2).

Γνωρίζοντας την πυκνότητα και τον όγκο ενός διαλύματος υδροχλωρικού οξέος, μπορείτε να βρείτε τη μάζα του:

m sol (HCl) = V(HCl) × ρ (HCl);

m sol (HCl) \u003d 150 × 1,1 \u003d 165 g.

Υπολογίστε τη μάζα του υδροχλωρίου:

m(HCl)=msol(HCl)×ω(HCl)/100%;

m(HCl) = 165 x 20%/100% = 33 g.

Η μοριακή μάζα (μάζα ενός mol) υδροχλωρικού οξέος, υπολογισμένη με βάση τον πίνακα χημικών στοιχείων του Δ.Ι. Mendeleev - 36,5 g / mol. Βρείτε την ποσότητα της ουσίας υδροχλωρίου:

v(HCl) = m(HCl)/M(HCl);

v (HCl) \u003d 33 / 36,5 \u003d 0,904 mol.

Μοριακή μάζα (μάζα ενός mole) κλίμακας, υπολογισμένη με χρήση του πίνακα χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev - 232 g/mol. Βρείτε την ποσότητα της ουσίας κλίμακας:

v (Fe 3 O 4) \u003d 10/232 \u003d 0,043 mol.

Σύμφωνα με την εξίσωση 1, v(HCl): v(Fe 3 O 4) \u003d 1: 8, επομένως, v (HCl) \u003d 8 v (Fe 3 O 4) \u003d 0,344 mol. Τότε, η ποσότητα της ουσίας υδροχλωρίου που υπολογίζεται σύμφωνα με την εξίσωση (0,344 mol) θα είναι μικρότερη από αυτή που υποδεικνύεται στην κατάσταση του προβλήματος (0,904 mol). Επομένως, το υδροχλωρικό οξύ είναι σε περίσσεια και θα προχωρήσει μια άλλη αντίδραση:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (3).

Ας προσδιορίσουμε την ποσότητα της ουσίας χλωριούχου σιδήρου που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της πρώτης αντίδρασης (οι δείκτες υποδηλώνουν μια συγκεκριμένη αντίδραση):

v 1 (FeCl 2): v (Fe 2 O 3) = 1:1 = 0,043 mol;

v 1 (FeCl 3): v (Fe 2 O 3) = 2:1;

v 1 (FeCl 3) = 2 × v (Fe 2 O 3) = 0,086 mol.

Ας προσδιορίσουμε την ποσότητα του υδροχλωρίου που δεν αντέδρασε στην αντίδραση 1 και την ποσότητα της ουσίας χλωριούχου σιδήρου (II) που σχηματίστηκε κατά την αντίδραση 3:

v rem (HCl) \u003d v (HCl) - v 1 (HCl) \u003d 0,904 - 0,344 \u003d 0,56 mol;

v 3 (FeCl 2): v rem (HCl) = 1:2;

v 3 (FeCl 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol.

Ας προσδιορίσουμε την ποσότητα της ουσίας FeCl 2 που σχηματίστηκε κατά την αντίδραση 2, τη συνολική ποσότητα της ουσίας FeCl 2 και τη μάζα της:

v2 (FeCl 3) = v 1 (FeCl 3) = 0,086 mol;

v 2 (FeCl 2): v 2 (FeCl 3) = 3:2;

v2 (FeCl2) = 3/2× v2 (FeCl3) = 0,129 mol;

v άθροισμα (FeCl 2) \u003d v 1 (FeCl 2) + v 2 (FeCl 2) + v 3 (FeCl 2) \u003d 0,043 + 0,129 + 0,28 \u003d 0,452 mol;

m (FeCl 2) \u003d v άθροισμα (FeCl 2) × M (FeCl 2) \u003d 0,452 × 127 \u003d 57,404 g.

Ας προσδιορίσουμε την ποσότητα της ουσίας και τη μάζα του σιδήρου που εισήλθε στις αντιδράσεις 2 και 3:

v 2 (Fe): v 2 (FeCl 3) = 1:2;

v 2 (Fe) \u003d 1/2 × v 2 (FeCl 3) \u003d 0,043 mol;

v 3 (Fe): v rem (HCl) = 1:2;

v 3 (Fe) = 1/2×v rem (HCl) = 0,28 mol;

v άθροισμα (Fe) \u003d v 2 (Fe) + v 3 (Fe) \u003d 0,043 + 0,28 \u003d 0,323 mol;

m(Fe) = v άθροισμα (Fe) ×M(Fe) = 0,323 ×56 = 18,088 g.

Ας υπολογίσουμε την ποσότητα της ουσίας και τη μάζα του υδρογόνου που απελευθερώνεται στην αντίδραση 3:

v (H 2) \u003d 1/2 × v rem (HCl) \u003d 0,28 mol;

m (H 2) \u003d v (H 2) × M (H 2) \u003d 0,28 × 2 \u003d 0,56 g.

Προσδιορίζουμε τη μάζα του προκύπτοντος διαλύματος m' sol και το κλάσμα μάζας του FeCl 2 σε αυτό:

m’ sol \u003d m sol (HCl) + m (Fe 3 O 4) + m (Fe) - m (H 2);

ΣΙΔΗΡΟΣ, Fe (α. σίδηρος; n. Eisen; f. fer; και. hierro), είναι χημικό στοιχείο της ομάδας VIII του περιοδικού συστήματος στοιχείων, ατομικός αριθμός 26, ατομική μάζα 55.847. Το Natural αποτελείται από 4 σταθερά ισότοπα: 54 Fe (5,84%), 56 Fe (91,68%), 57 Fe (2,17%) και 58 Fe (0,31%). Έχουν ληφθεί ραδιενεργά ισότοπα 52 Fe, 53 Fe, 55 Fe, 59 Fe, 60 Fe. Ο σίδηρος είναι γνωστός από την προϊστορική εποχή. Για πρώτη φορά, πιθανότατα κάποιος γνώρισε τον μετεωρικό σίδηρο, γιατί. Το αρχαίο αιγυπτιακό όνομα για το σίδερο "beni-pet" σημαίνει ουράνιο σίδερο. Στα χεττιτικά κείμενα αναφέρεται ο σίδηρος ως μέταλλο που έπεσε από τον ουρανό.

σίδηρος στη φύση

Ο σίδηρος είναι το μόνο στοιχείο σχηματισμού πετρωμάτων με μεταβλητό σθένος. Η αναλογία του οξειδίου του σιδήρου προς το σίδηρο αυξάνεται σταθερά με την αύξηση της πυριτικής οξύτητας των τήγματος. Ακόμη μεγαλύτερη ανάπτυξη εμφανίζεται σε αλκαλικά συστήματα, όπου ένα ορυκτό που περιέχει σίδηρο σιδήρου - , (Na,Fe)Si 2 O 6 , σχηματίζει πετρώματα. Στη μεταμορφωτική διαδικασία, ο σίδηρος, προφανώς, έχει μικρή κινητικότητα. Η περιεκτικότητα σε σίδηρο στα σύγχρονα ωκεάνια ιζήματα είναι κοντά στην περιεκτικότητα των αρχαίων αργιλικών πετρωμάτων και αργιλωδών. Δείτε τους κύριους γενετικούς τύπους κοιτασμάτων και σχημάτων εμπλουτισμού στο άρθρο.

Λήψη σιδήρου

Ο καθαρός σίδηρος λαμβάνεται με αναγωγή από οξείδια (πυροφορικός σίδηρος), ηλεκτρόλυση υδατικών διαλυμάτων των αλάτων του (ηλεκτρολυτικός σίδηρος), αποσύνθεση του σιδήρου πεντακαρβονυλ Fe (CO) 5 όταν θερμαίνεται στους t 250 ° C. Ο σίδηρος υψηλής καθαρότητας (99,99%) λαμβάνεται με τήξη ζώνης. Ο εμπορικά καθαρός σίδηρος (περίπου 0,16% προσμίξεις άνθρακα, θείου κ.λπ.) τήκεται με οξείδωση των συστατικών του χυτοσιδήρου στη χαλυβουργία ανοιχτής εστίας και σε μετατροπείς οξυγόνου. Ο σίδηρος συγκόλλησης ή ο σίδηρος από τούβλα λαμβάνεται με οξείδωση ακαθαρσιών χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με σίδηρο ή με αναγωγή μεταλλευμάτων με στερεό άνθρακα. Ο κύριος όγκος του σιδήρου τήκεται με τη μορφή χάλυβα (έως 2% άνθρακα) ή χυτοσίδηρου (άνω του 2% άνθρακα).

Η χρήση σιδήρου

Τα κράματα σιδήρου-άνθρακα αποτελούν τη βάση για το σχεδιασμό των υλικών που χρησιμοποιούνται σε όλες τις βιομηχανίες. Τεχνικό σίδερο - υλικό για πυρήνες ηλεκτρομαγνητών και άγκυρες ηλεκτρικών μηχανών, πλάκες μπαταρίας. Η σκόνη σιδήρου χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες στη συγκόλληση. Οξείδια σιδήρου - ορυκτά χρώματα. σιδηρομαγνητικά Fe 3 O 4 , g-Fe χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μαγνητικών υλικών. Το θειικό FeSO 4 .7H 2 O χρησιμοποιείται στην κλωστοϋφαντουργία, στην παραγωγή μελανιού μπλε Πρωσίας. Το FeSO4 είναι πηκτικό για. Ο σίδηρος χρησιμοποιείται επίσης στην εκτύπωση, την ιατρική (ως αντιαναιμικός παράγοντας). τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα σιδήρου - δείκτες στη μελέτη χημικών-τεχνολογικών και βιολογικών διεργασιών.

Πώς έγινε γνωστό το υλικό από τις 3-4 χιλιάδες π.Χ. μι. Στην αρχή, ο μετεωριτικός σίδηρος έπεσε στο οπτικό πεδίο του ανθρώπου, έτσι ώστε εκείνες τις μέρες να εκτιμάται περισσότερο από τον χρυσό. Στη συνέχεια, οι Χετταίοι κατέκτησαν την ανάπτυξη ιζηματογενών κοιτασμάτων και οι Ρωμαίοι έμαθαν πώς να μυρίζουν σίδηρο.

Από τότε, η χρήση του μετάλλου έχει επεκταθεί μόνο. Και έτσι σήμερα θα μιλήσουμε για τη χρήση του σιδήρου και των ενώσεων του στην ανθρώπινη ζωή: στην καθημερινή ζωή, την εθνική οικονομία, τη βιομηχανία και τη χρήση του μετάλλου σε άλλους τομείς.

Ας μάθουμε λοιπόν γιατί ο σίδηρος έχει λάβει τη μεγαλύτερη χρήση στη μεταλλουργία.

Με τον όρο σίδηρος, συχνά δεν εννοούν μια ουσία αυτή καθαυτή, αλλά ηλεκτρικό χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα - αυτό είναι το όνομα ενός κράματος μετάλλων σύμφωνα με το GOST. Ο πραγματικά καθαρός σίδηρος δεν είναι εύκολο να αποκτηθεί και χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την παραγωγή μαγνητικών υλικών.

Ο σίδηρος είναι σιδηρομαγνητικός, δηλαδή μαγνητίζεται παρουσία μαγνητικού πεδίου. Ωστόσο, αυτή η ιδιότητα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ακαθαρσίες και τη δομή του μετάλλου. Ο απόλυτος καθαρός σίδηρος είναι 100-200 φορές υψηλότερος από τους ίδιους δείκτες του τεχνικού χάλυβα. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για το μέγεθος των κόκκων: όσο μεγαλύτερος είναι ο κόκκος, τόσο καλύτερες είναι οι μαγνητικές ιδιότητες της ουσίας. Η μηχανική κατεργασία έχει επίσης σημασία, αν και η επιρροή της δεν είναι τόσο εντυπωσιακή. Μόνο τέτοιο σίδερο χρησιμοποιείται για την απόκτηση όλων των μαγνητικών υλικών για ηλεκτρολογικές μηχανικές και μαγνητικές μηχανές κίνησης.

Σε όλους τους άλλους τομείς της εθνικής οικονομίας βρίσκουν τη χρήση τους ο χάλυβας και ο χυτοσίδηρος, έτσι ώστε, μιλώντας για χρήση σιδήρου, μιλάμε για χρήση χάλυβα.

Το παρακάτω βίντεο θα πει για τις μεθόδους χρήσης κραμάτων σιδήρου:

Συνδέσεις

Όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χωρίζονται σε μη σιδηρούχα και σιδηρούχα. Μαύρο - αυτά είναι κράματα σιδήρου, ειδικότερα, χάλυβας και χυτοσίδηρος, τα υπόλοιπα - ασήμι, είναι μη σιδηρούχα. Αντίστοιχα, όσοι ασχολούνται με την τήξη σιδήρου και χάλυβα ονομάζονται σιδηρούχα μεταλλουργία και όλα τα υπόλοιπα ονομάζονται μη σιδηρούχα. Η σιδηρούχα μεταλλουργία αντιπροσωπεύει το 95% όλων των μεταλλουργικών διεργασιών. Τα σιδηρούχα κράματα χωρίζονται με αυτόν τον τρόπο:

ατσάλι- κράμα σιδήρου με άνθρακα και άλλα συστατικά, του οποίου το κλάσμα μάζας δεν υπερβαίνει το 2,14%. Ο άνθρακας δίνει στον χάλυβα την ολκιμότητα και τη σκληρότητά του. Η σύνθεση μπορεί επίσης να περιλαμβάνει μαγγάνιο, φώσφορο, θείο, και ούτω καθεξής.
χυτοσίδηρος- ένα κράμα με άνθρακα, όπου επιτρέπεται υψηλότερη περιεκτικότητα του στοιχείου - έως 4,3%. Επιπλέον, οι χυτοσίδηροι διαφέρουν στις ιδιότητές τους ανάλογα με τη μορφή με την οποία το κράμα περιέχει άνθρακα: εάν η ουσία έχει αντιδράσει με σίδηρο, λαμβάνεται λευκός χυτοσίδηρος, εάν περιλαμβάνεται σε μορφή γραφίτη - γκρι.
φερρίτης- σίδηρος με ελάχιστη πρόσμιξη άνθρακα και άλλων στοιχείων - 0,04%. Στην πραγματικότητα, αυτός είναι χημικά καθαρός σίδηρος.
περλίτης- όχι ένα κράμα, αλλά ένα μηχανικό μείγμα καρβιδίου του σιδήρου και φερρίτη. Οι ιδιότητές του διαφέρουν σημαντικά από αυτές ενός μετάλλου.
ωστενίτης- διάλυμα άνθρακα σε σίδηρο με μερίδιο του πρώτου έως 0,8%. Ο ωστενίτης είναι όλκιμος και δεν έχει μαγνητικές ιδιότητες.

Διαβάστε παρακάτω για τις μεθόδους χρήσης σιδήρου σε μορφή χάλυβα.

Γίνομαι

Φυσικά, ο χάλυβας και ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιούνται ευρέως και η χρήση τους εξαρτάται από την αναλογία άνθρακα στη σύνθεση. Σε αυτή τη βάση, διακρίνονται οι ανθρακούχοι και οι κράμα χάλυβες. Στην πρώτη περίπτωση οι ακαθαρσίες είναι μόνιμες, εισέρχονται δηλαδή στο κράμα λόγω των ιδιαιτεροτήτων της διαδικασίας τήξης. Τα ντοπαρισμένα πρόσθετα εισάγονται ειδικά για να προσδώσουν ειδικές ιδιότητες στο υλικό. Ως στοιχεία κράματος χρησιμοποιούνται βανάδιο, χρώμιο και ούτω καθεξής.

Οι ανθρακοχάλυβες χωρίζονται σε 3 ομάδες:

χαμηλών εκπομπών άνθρακα- το μερίδιο του στοιχείου είναι μικρότερο από 0,25%, το πιο εύπλαστο και όλκιμο.
μεσαίου άνθρακα- με μερίδιο άνθρακα έως 0,6%,
υψηλό άνθρακα– η περιεκτικότητα σε στοιχεία υπερβαίνει το 0,6%.

Οι κραματοποιημένοι χάλυβες αποτελούν επίσης 3 ομάδες:

χαμηλού κράματος– το κλάσμα μάζας όλων των συστατικών είναι 2,5%:
μεσαίου κράματος– εδώ το συνολικό περιεχόμενο μπορεί να φτάσει το 10%.
πολύ κράμα– η αναλογία των στοιχείων κράματος υπερβαίνει το 10%.

Οι κραματοποιημένοι χάλυβες είναι συνήθως το υλικό για εργαλεία και εξαρτήματα μηχανών, καθώς η προσθήκη πρόσθετων συστατικών αυξάνει την αντοχή του κράματος, του προσδίδει αντοχή στη θερμότητα ή αντοχή στη διάβρωση. Τα ανθρακούχα υλικά χρησιμοποιούνται κυρίως για κατασκευές πλαισίων, για την κατασκευή υδραυλικών εγκαταστάσεων και ούτω καθεξής.

Όλοι οι χάλυβες μπορούν να χωριστούν ανά σκοπό:

κατασκευή- κυρίως χάλυβες υψηλής ή μέσης άνθρακα. Τα κράματα χρησιμοποιούνται για όλες τις οικοδομικές εργασίες: από την κατασκευή μεταλλικών κουφωμάτων μέχρι την κατασκευή ειδών οικιακής χρήσης και φύλλων στέγης.
κατασκευαστικός- χάλυβες χαμηλών εκπομπών άνθρακα με κλάσμα στοιχείων έως 0,75%. Είναι ένα υλικό για όλους τους κλάδους της μηχανολογίας - από τα ποδήλατα μέχρι τα θαλάσσια σκάφη.
ενόργανος- χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, αλλά διαφέρει από τη δομική και από πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο - όχι περισσότερο από 0,4%. Αυτή είναι η βάση του εργαλείου μέτρησης, σφραγίδας, κοπής.
ειδικοί χάλυβες- χωρίζονται σε 2 υποείδη: με ειδικές φυσικές ιδιότητες - ηλεκτρικό χάλυβα με καθορισμένες μαγνητικές ιδιότητες, και με ειδικά χημικά - ανθεκτικό στη θερμότητα, ανοξείδωτο κ.λπ.

Η χρήση κραματοποιημένων χάλυβων καθορίζεται από τις ποιότητές τους.

Έτσι, ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιείται στις κατασκευές και στη μηχανολογία, όπου απαιτείται μεγαλύτερη από τη συνηθισμένη αντίσταση στη διάβρωση.
Τα ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα «δουλεύουν» σε υψηλές θερμοκρασίες - τουρμπίνες, γραμμές θέρμανσης. Ανθεκτικό στη θερμότητα - μην οξειδώνονται σε υψηλές θερμοκρασίες, κάτι που είναι σημαντικό για πολλές μονάδες εργασίας στη μηχανική θερμότητας.

Μια άλλη διαίρεση των κραμάτων είναι η ποιότητα. Αυτή η παράμετρος καθορίζει την περιεκτικότητα σε φώσφορο και θείο - επιβλαβείς ακαθαρσίες που μειώνουν την αντοχή του κράματος. Υπάρχουν 4 τύποι:

συνήθης ποιότητας χάλυβαςπεριλαμβάνει έως 0,06% θείο και 0,07% φώσφορο. Αυτά είναι κοινά δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σωλήνων, καναλιών, γωνιών, προφίλ και άλλων μεταλλικών προϊόντων.
ποιότητα- επιτρέπει περιεκτικότητα σε θείο έως 0,035% και την ίδια αναλογία φωσφόρου. Χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή μεταλλικών προϊόντων έλασης, περιβλημάτων, εξαρτημάτων μηχανών και ορισμένων ποιοτήτων χάλυβα εργαλείων.
υψηλή ποιότητα– το μερίδιο θείου και φωσφόρου δεν υπερβαίνει το 0,025%, αντίστοιχα. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει χάλυβες εργαλείων και δομικών στοιχείων που χρησιμοποιούνται σε συνθήκες υψηλού φορτίου.
ιδιαίτερα υψηλής ποιότητας– η περιεκτικότητα σε θείο είναι μικρότερη από 0,015%, η περιεκτικότητα σε φώσφορο είναι μικρότερη από 0,025%. Αυτό το υλικό χαρακτηρίζεται από μέγιστη αντοχή στη φθορά. Ορισμένες ποιότητες ξεχωρίζουν σε μια ειδική κατηγορία και επισημαίνονται ανάλογα, για παράδειγμα, χάλυβας με ρουλεμάν ή χάλυβας κοπής υψηλής ταχύτητας - απαραίτητο στοιχείο ενός εργαλείου κοπής υψηλής ποιότητας.

Το παρακάτω βίντεο θα πει για τη χρήση χυτοσιδήρου και χάλυβα:

Χυτοσίδηρος

Η χρήση του χυτοσιδήρου δεν είναι πολύ μικρότερη, καθώς οι μηχανικές του ιδιότητες είναι αρκετά συγκρίσιμες με πολλές ποιότητες χάλυβα. Σύμφωνα με την κατηγορία του χυτοσιδήρου, η εφαρμογή διαφέρει επίσης:

γκρι χυτοσίδηρος- Ο άνθρακας στο σίδηρο έχει τη μορφή πλακών γραφίτη. Έχει καλές ιδιότητες χύτευσης και χαμηλή συρρίκνωση. Αλλά η πιο αξιοσημείωτη ποιότητά του είναι η αντοχή του σε μεταβλητά φορτία. Ο γκρίζος χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται στην κατασκευή μηχανών κύλισης, κρεβατιών, ρουλεμάν, σφονδύλων, δακτυλίων εμβόλων, εξαρτημάτων κινητήρων τρακτέρ και αυτοκινήτων, περιβλημάτων και ούτω καθεξής.
λευκό χυτοσίδηρο- Ο άνθρακας συνδέεται με το σίδηρο. Χρησιμοποιείται σχεδόν εξ ολοκλήρου για χάλυβα.
όλκιμο σίδηρο- ο άνθρακας έχει τη μορφή σφαιρικών εγκλεισμάτων. Αυτή η μορφή παρέχει υψηλή αντοχή σε φορτία εφελκυσμού και κάμψης. Ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων τουρμπίνας, στροφαλοφόρους άξονες τρακτέρ και αυτοκινήτων, γρανάζια, καλούπια και ούτω καθεξής.

Ο χυτοσίδηρος μπορεί επίσης να γίνει κράμα για την παραγωγή ενός κράματος με ποικίλες ιδιότητες.

Ο ανθεκτικός στη φθορά χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξαρτημάτων αντλίας, φρένων, δίσκων συμπλέκτη.
Το ανθεκτικό στη θερμότητα χρησιμοποιείται στην κατασκευή υψικαμίνων, ανοιχτής εστίας, θερμικών κλιβάνων.
Το ανθεκτικό στη θερμότητα χρησιμοποιείται στην κατασκευή κλιβάνων αερίου, στην κατασκευή εξοπλισμού συμπιεστών, κινητήρων ντίζελ.

Χρήση στην κατασκευή

Ο χάλυβας και ο χυτοσίδηρος συνδυάζουν δύναμη, ανθεκτικότητα και προσιτή τιμή με μοναδικό τρόπο. Επομένως, δεν είναι δυνατή η αντικατάστασή του με οποιοδήποτε άλλο δομικό υλικό. Στην κατασκευή, τα μεταλλικά προϊόντα έλασης είναι βασικά μαζί με το σκυρόδεμα και τα τούβλα.

κεφαλαιουχική κατασκευή

Στο μέταλλο μπορεί να δοθεί οποιοδήποτε σχήμα: από το πιο απλό - μια ράβδο, μέχρι το περίεργα πολύπλοκο - σφυρήλατο σίδερο. Στην κατασκευή βρίσκουν εφαρμογή για όλες τις επιλογές.

Εκτός από το γεγονός ότι ο ίδιος ο χάλυβας είναι ανθεκτικός, ειδικά μετά από ειδική επεξεργασία, ένα άλλο χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται ενεργά σε αυτόν τον τομέα. Το γεγονός είναι ότι τα μεταλλικά προϊόντα προφίλ δεν είναι σε καμία περίπτωση κατώτερα σε αντοχή από ένα συμπαγές μέρος του ίδιου μεγέθους και σχήματος. Και αυτό μειώνει σημαντικά την κατανάλωση υλικών των δομικών στοιχείων, μειώνει το κόστος τους, μειώνει το βάρος κ.λπ. Στην κατασκευή, αυτός ο συνδυασμός είναι εξαιρετικά σημαντικός.

Τα μεταχειρισμένα μεταλλικά προϊόντα έλασης χωρίζονται σε 3 κύριες ομάδες.

Σχηματισμένα - κανάλια, I-beams, γωνιακό και κανονικό προφίλ, καθώς και διάτρητο. Αυτό περιλαμβάνει επίσης ένα ειδικό προφίλ που χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, στις εργασίες ορυχείων. Το μορφοποιημένο μέταλλο χρησιμοποιείται στην κατασκευή όλων των τύπων κουφωμάτων για κάθε κατασκευή - από κτίρια μέχρι γέφυρες και φράγματα. Χρησιμοποιείται επίσης, εάν είναι απαραίτητο, για την ενίσχυση της δομής.
Υψηλής ποιότητας - εξαρτήματα, δοκοί, σωλήνες, κύκλοι και άλλα. Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται σχεδόν πιο συχνά από ό,τι έχουν σχήμα και είναι πολύ διαφορετικά:
- οπλισμός - χαλύβδινες ράβδοι διαφόρων διαμέτρων, λείες και με νευρώσεις. Ο οπλισμός έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει την αντοχή του κτιρίου και ο δείκτης δεν είναι μόνο η αντίσταση στο ακίνητο φορτίο, αλλά και η αύξηση της αντοχής υπό εφελκυστικά και κάμψη φορτία. Ο οπλισμός χρησιμοποιείται στην κατασκευή θεμελίων, οροφών, ενίσχυσης τοίχων, καθώς και στην ενίσχυση άλλων δομικών μονάδων - σκάλες, για παράδειγμα.
- σωλήνες - χρησιμοποιούνται τόσο στρογγυλοί όσο και προφίλ. Οι ορθογώνιοι τετράγωνοι σωλήνες είναι προτιμότεροι, καθώς η συγκόλληση και η στερέωσή τους είναι ευκολότερη από ό,τι στην περίπτωση των στρογγυλών και η αντίσταση φορτίου είναι η ίδια.
- μια δοκός είναι μια παραλλαγή ενός συμπαγούς χυτού προϊόντος όταν απαιτείται αντοχή κάτω από τα υψηλότερα φορτία.

Φύλλα έλασης - φύλλα θερμής και ψυχρής έλασης με και χωρίς επίστρωση. Αυτά είναι φύλλα στέγης και ούτω καθεξής. Το decking χρησιμοποιείται όχι μόνο για στέγες, αλλά και για την κατασκευή διαφόρων περιφράξεων, καθώς το υλικό συνδυάζει σχετική ελαφρότητα με υψηλή αντοχή και αντοχή σε ακραίες θερμοκρασίες.

Οι ανοξείδωτοι χάλυβες για λαμαρίνα χρησιμοποιούνται σπάνια, καθώς το κόστος του κράματος είναι υψηλότερο.

Τελειώνοντας εργασίες

Συχνά βασίζονται σε μεταλλικά προϊόντα - σωλήνες, προφίλ και λαμαρίνες.

Οι σωλήνες ασυνήθιστων σχημάτων χρησιμοποιούνται ενεργά σε μοντέρνους εσωτερικούς χώρους. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή υπνοδωματίων, οροφών και χωρισμάτων στο δωμάτιο, φράχτες, σκάλες και δρόμους, και χρησιμοποιούνται ακόμη και στην κατασκευή επίπλων. Εδώ, οι σωλήνες, φυσικά, επιλέγονται με μια όμορφη επίστρωση - χρώμιο, αν και υπάρχουν και βαμμένα προϊόντα.
Προφίλ - κόγχες και διακοσμητικές προεξοχές, κολώνες και οροφές, διακόσμηση τοίχων και τζακιών, και ούτω καθεξής και ούτω καθεξής. Ό,τι είναι επενδυμένο και επενδεδυμένο με γυψοσανίδα, μεμβράνη, clapboard, πάνελ - απολύτως όλα έχουν πλαίσιο κατασκευασμένο από μεταλλικό προφίλ. Στην κατασκευή επίπλων - ντουλάπες, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται επίσης ένα εξειδικευμένο προφίλ. Ο χάλυβας είναι πολύ ισχυρότερος και πιο ανθεκτικός από τον χάλυβα.
Το μέταλλο μπορεί να λειτουργήσει όχι μόνο ως πλαίσιο, αλλά ως υλικό φινιρίσματος. Οι οροφές με πηχάκια, κασέτες, πάνελ είναι εξαιρετικά διαφορετικές, ενδιαφέρουσες και ανθεκτικές. Μπορούν να κατασκευαστούν τόσο πηχάκια όσο και πάνελ, αλλά εάν απαιτείται μια ανθεκτική και ισχυρή λύση - για παράδειγμα, για το φινίρισμα της οροφής ενός σιδηροδρομικού σταθμού, όπου απαιτείται αντοχή στους κραδασμούς, χρησιμοποιείται φυσικά ο χάλυβας.
Πόρτες - δεν ανήκουν πλέον στις εργασίες φινιρίσματος, αλλά μάλλον λειτουργούν ως στοιχείο του συστήματος προστασίας. Οι πόρτες εισόδου από χάλυβα επαρκούς πάχους είναι ο πιο δημοφιλής και αξιόπιστος τρόπος για την αποφυγή διαρρήξεων στο σπίτι. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για τις γκαραζόπορτες, για παράδειγμα, ή τις πύλες προς την αυλή.
Οι κατασκευές σκαλοπατιών - οι μεταλλικές σκάλες είναι πολύ διαφορετικές: από προσαρτημένη ή πτυσσόμενη σοφίτα, έως δομή κεφαλαίου στον 2ο όροφο. Αυτή η επιλογή είναι ανθεκτική και αξιόπιστη, ενώ μπορεί να είναι πολύ όμορφη. Οι σύγχρονες αρθρωτές σκάλες συνδυάζονται με γυαλί, διαφανές πλαστικό ή ακόμα και ξύλο και τα κάγκελα από σφυρήλατο σίδερο μπορούν να διακοσμήσουν μια πέτρινη σκάλα.

Διαβιβάσεις

Παρά το γεγονός ότι ο αγωγός χάλυβα αντικαθιστά ενεργά τους πλαστικούς και τους μεταλλοπλαστικούς αγωγούς, εξακολουθεί να απέχει πολύ από τις θέσεις πλήρους παράδοσης. Ο λόγος είναι απλός: υπάρχουν λίγα πράγματα που συγκρίνονται με την αντοχή και την ανθεκτικότητα του χάλυβα.

Ύδρευση και αποχέτευση - εάν τα πλαστικά προϊόντα μπορούν να συνδεθούν για να εξυπηρετήσουν μια ιδιωτική κατοικία ή διαμέρισμα, τότε αυτό δεν μπορεί να ειπωθεί για τον αυτοκινητόδρομο και ακόμη και τον αγωγό που εξυπηρετεί μια πολυκατοικία. Επιτρέπονται μόνο σιδερένιοι σωλήνες και συμμορφώνονται με σταθερά καθιερωμένα πρότυπα.
Αγωγός φυσικού αερίου - δεν υπάρχουν επιλογές, χρησιμοποιείται μόνο χάλυβας.
Συστήματα θέρμανσης - σε ένα κτίριο, το σύστημα μπορεί να περιλαμβάνει πλαστικούς σωλήνες. Οι δημοτικοί και περιφερειακοί αυτοκινητόδρομοι, για να μην αναφέρουμε τον αγωγό που εξυπηρετεί απευθείας το λεβητοστάσιο, μπορεί να είναι μόνο σιδερένιοι. Η αρχική θερμοκρασία του θερμαινόμενου νερού είναι πολύ υψηλότερη από αυτή που μπορούν να αντέξουν οι πλαστικοί αγωγοί, για να μην αναφέρουμε την πίεση.
Οι μπαταρίες και τα καλοριφέρ, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται επίσης σίδηρος ή χυτοσίδηρος - ο χυτοσίδηρος έχει υψηλότερη θερμική ικανότητα και αντοχή στο σφυρί νερού. Ανεξάρτητα από τις σύγχρονες επιλογές με τις οποίες αντικαθίστανται οι θερμαντήρες, ο χάλυβας εξακολουθεί να υπάρχει στη δομή. Τα ηλεκτρικά καλοριφέρ - convector, λάδι, είναι πάντα κατασκευασμένα από χάλυβα, αφού το τελευταίο, έχοντας υψηλή θερμική αγωγιμότητα, εκπέμπει αμέσως θερμότητα στον αέρα.
Καλώδια - η καλωδίωση στο σπίτι είναι πιο συχνά κρυμμένη σε πλαστικά κουτιά. Ωστόσο, τα καλώδια ρεύματος με μεγάλη διατομή προστατεύονται από μεταλλικούς σωλήνες.
Οι καμινάδες - οι χαλύβδινοι σωλήνες είναι η απλούστερη, πιο προσιτή και ελαφρύτερη επιλογή. Για την κατασκευή τους χρησιμοποιείται ειδικός ανθεκτικός στη θερμότητα χάλυβας και είναι ανθεκτικός στη διάβρωση.

Εξοπλισμός και είδη οικιακής χρήσης

Όλες οι συσκευές που είναι εγκατεστημένες στο σπίτι είναι κατασκευασμένες από χάλυβα.

Λέβητες θέρμανσης - ανεξάρτητα από το καύσιμο στο οποίο λειτουργούν οι συσκευές, το σώμα τους είναι πάντα κατασκευασμένο από χάλυβα. Οι σόμπες στερεών καυσίμων έχουν μέρη από χυτοσίδηρο.
Ο εξοπλισμός κουζίνας - σόμπες, φούρνοι, φούρνοι μικροκυμάτων, ατμομάγειρες και ούτω καθεξής έχουν ατσάλινα σώματα και εξαρτήματα. Στην κουζίνα, ο χάλυβας είναι επίσης ένα περιζήτητο υλικό φινιρίσματος: πάγκοι, για παράδειγμα, φινίρισμα ποδιάς. Ο χάλυβας είναι ένα πολύ διακοσμητικό υλικό και φαίνεται απλό.
Τα πλυντήρια ρούχων, τα στεγνωτήρια και τα πλυντήρια πιάτων επίσης δεν μπορούν να κάνουν χωρίς σίδερο.
Τα χαλύβδινα υδραυλικά χρησιμοποιούνται σπάνια λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητάς τους, αλλά εξακολουθούν να εγκαθίστανται μπανιέρες και νιπτήρες από χυτοσίδηρο. Το υλικό διατηρεί τη θερμότητα καλύτερα και είναι πολύ ανθεκτικό.
Πιατικά και μαχαιροπίρουνα, σουβέρ και βάζα, θήκες και εξαρτήματα, ηλεκτρικός εξοπλισμός και μικρά αξεσουάρ - τα μέρη όπου δεν χρησιμοποιείται σίδερο μπορούν να μετρηθούν στα δάχτυλα.
Το σφυρήλατο σίδερο - διακοσμητικά αντικείμενα αυτού του είδους είναι ένα πραγματικό έργο τέχνης, ειδικά όταν πρόκειται για θερμή σφυρηλάτηση, στην οποία κάθε προϊόν, κάθε λεπτομέρεια γίνεται στο χέρι και μόνο μία φορά. Σφυρήλατα σχάρες, κάγκελα, τζάκια, φράχτες κοσμούν παλάτια και μοντέρνα κιόσκια και, φυσικά, διαμερίσματα κατοικιών.

Ο σίδηρος είναι το κύριο δομικό υλικό. Στην κατασκευή, ο χάλυβας και ο χυτοσίδηρος είναι βασικά υλικά μαζί με την οικοδομική πέτρα. Η εφαρμογή και η ποικιλία των κραμάτων αψηφούν την περιγραφή.

Ακόμη πιο χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση του σιδήρου περιέχονται σε αυτό το βίντεο: