Магистерская диссертация на тему: Железо, область определений, свойства

Введение

ЖЕЛЕЗО, Fе (ferrum), химический элемент VIIIB подгруппы периодической системы элементов, металл, член триады железа (Fе, Со, Ni). Железо самородное редко встречается в природе, главным образом в минералах феррит, аваруит и метеоритах (т.н. метеоритное железо, которое содержит более 90% Fе). В соединениях с кислородом и другими элементами широко распространено в составе многих минералов и руд. По распространенности в земной коре (5,00%) это третий (после кремния и алюминия) элемент; считается, что земное ядро состоит в основном из железа. Основные минералы - гематит (красный железняк) Fe2O3; лимонит Fe2O3 H2O (n = 1-4), содержащийся, например, в болотной руде; магнетит (магнитный железняк) Fe3O4 и сидерит FeCO3. Наиболее распространенным минералом железа, не являющимся, однако, источником его получения, является пирит (серный колчедан, железный колчедан) FeS2, который иногда называют за его желтый блеск золотом дураков или кошачьим золотом, хотя он в действительности часто содержит небольшие примеси меди, золота, кобальта и других металлов.

СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА

Атомный номер

Атомная масса

Изотопы

Стабильные

Нестабильные

Температура плавления, ° С

Температура кипения, ° С

Плотность, г/см3

Твердость (по Моосу)

Содержание в земной коре, % (масс.)

Степень окисления

характерная

прочие значения

Железо (элементное) известно и используется с доисторических времен. Первые изделия из железа, вероятно, были изготовлены из метеоритного железа в виде амулетов, драгоценностей и рабочего инструмента. Около 3500 лет назад человек открыл способ восстановления красной земли, содержащей оксид железа, в металл. С тех пор из железа было изготовлено огромное количество различных изделий. Оно сыграло важную роль в развитии материальной культуры человечества.

В наши дни железо в основном (95%) выплавляют из руд в виде чугунов и сталей и в сравнительно небольших количествах получают восстановлением металлизованных окатышей, а чистое железо - термическим разложением его соединений или электролизом солей. Железо - один из самых пригодных к эксплуатации металлов в сплаве с углеродом (сталь, чугун) - высокопрочная основа конструкционных материалов. Как материал, обладающий магнитными свойствами, железо используется для сердечников электромагнитов и якорей электромашин, а также в качестве слоев и пленок на магнитных лентах.

Чистое железо - катализатор в химических процессах, компонент лекарственных средств в медицине. Железо является существенным химическим компонентом организмов многих позвоночных, беспозвоночных и некоторых растений. Оно входит в состав гема (пигмента эритроцитов - красных кровяных клеток) гемоглобина крови, мышечных тканей, костного мозга, печени и селезенки. Каждая молекула гемоглобина содержит 4 атома железа, которые способны создавать обратимую и непрочную связь с кислородом, образуя оксигемоглобин. Кровь, содержащая оксигемоглобин, циркулирует по телу, поставляя кислород к тканям для клеточного дыхания. Поэтому железо необходимо для дыхания и образования красных кровяных клеток. Миоглобин (или мышечный гемоглобин) снабжает кислородом мышцы. Общее количество железа в человеческом теле (средней массы 70 кг) составляет 3-5 г. Из этого количества 65% Fе находится в гемоглобине. От 10 до 20 мг Fе ежедневно требуется для обеспечения нормального метаболизма среднего взрослого. Красное мясо, яйца, желток, морковь, фрукты, любая пшеница и зеленые овощи в основном обеспечивают организм железом при нормальном питании; при анемии, связанной с недостатком железа в организме, принимают лекарственные препараты железа.

Оглавление

- Железо, область определений, свойства

- Промышленные типы месторождений. Рудные месторождения

- Литература 16

Список литературы

1. Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., Недра, 2002.

2. Рудные месторождения СССР. Т. 1-3. М., Недра, 1978.

3. Синяков В.И. Геолого-промышленные типы рудных месторождений. С-Пб., Недра, 2004.

4. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М., Недра, 2002.

5. Смирнов В.И.и др. Курс рудных месторождений. М., Недра, 2006.

6. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М., МГУ, 2007.