Żelazo

Z Wikipedii

Mn - Fe - Co   Fe Ru       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Żelazo, Fe, 26
Własności metaliczne	metal przejściowy
Grupa, okres, blok	8 (VIIIB), 4, d
Gęstość, twardość	7874 kg/m3, 4
Kolor	srebrzystobiały
Własności atomowe
Masa atomowa	55,845 u
Promień atomowy (obl.)	140 (156) pm
Promień kowalencyjny	125 pm
Promień van der Waalsa	bd
Konfiguracja elektronowa	[Ar]3d64s2
e- na poziom energetyczny	2, 8, 14, 2
Stopień utlenienia	2, 3, 4, 6
Własności kwasowe tlenków	amfoteryczne
Struktura krystaliczna	regularna przestrzennie centrowana
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	1808 K (1535 °C)
Temperatura wrzenia	3023 K (2750 °C)
Temperatura Curie	1043 K (770 °C)
Objętość molowa	7,09×10-6 m3/mol
Ciepło parowania	349,6 kJ/mol
Ciepło topnienia	13,8 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	7,05 Pa (1808 K)
Prędkość dźwięku	4910 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność	1,83 (Pauling) 1,64 (Allred)
Ciepło właściwe	440 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	9,93×106 S/m
Przewodność cieplna	80,2 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	762,5 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1561,9 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	2957 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	5290 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 54Fe 5,8% stabilny izotop z 28 neutronami 55Fe {syn.} 2,73 lat w.e. 0,231 55Mn 56Fe 91,72% stabilny izotop z 30 neutronami 57Fe 2,2% stabilny izotop z 31 neutronami 58Fe 0,28% stabilny izotop z 32 neutronami 59Fe {syn.} 44,503 dni β- 1,565 59Co 60Fe {syn.} 1,5×106 lat β- 3,978 60Co
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu, w.e.=wychwyt elektronu
Żelazo

Żelazo (Fe, łac. ferrum) to metal z VIII grupy pobocznej. Posiada 25 izotopów z przedziału mas 45 - 69. Trwałe są izotopy 54, 56, 57 i 58. Najwięcej jest izotopu 56 (92%).

Spis treści 1 Występowanie w skorupie ziemskiej 2 Znaczenie biologiczne 3 Formy występowania 4 Żelazo rodzime 4.1 Właściwości 4.2 Występowanie 4.3 Zastosowanie 5 Przypisy

[edytuj] Występowanie w skorupie ziemskiej

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,41% w postaci następujących minerałów:

• czerwonego hematytu (Fe₂O₃),
• czarnego magnetytu (Fe₃O₄),
• syderytu (FeCO₃),
• limonit,
• getyt,
• piryt i
• arsenopiryt.

W wydobyciu rud żelaza w 2003 roku, wynoszącym ogółem ok. 1 mld ton, przodowały: Chiny (240 mln ton), Brazylia (215 mln ton), Australia (ok. 190 mln ton), Rosja (90 mln ton) i Indie (80 mln ton).

W Polsce zasobów żelaza w okolicach Suwałk nie wydobywa się w związku z groźbą zaistnienia katastrofy ekologicznej.

Żelazo znane było już cywilizacjom starożytnym.

Oprócz minerałów, duże znaczenie technologiczne mają karbonylkowe kompleksy żelaza, które otrzymuje się z chlorków żelaza i które są katalizatorami licznych reakcji organicznych. Żółty chlorek żelaza(II) o kwaskowym smaku, jest podawany przy niedokrwistości.

[edytuj] Znaczenie biologiczne

Znaczenie biologiczne. Pierwiastek ten należy do ważnych dla zachowania pełni zdrowia składników pokarmowych. Atom żelaza znajduje się w centrach aktywnych wielu ważnych enzymów: hemoglobiny, mioglobiny, katalazy, peroksydazy i cytochromów. Ponieważ zapotrzebowanie na żelazo jest zmienne i zależy od wieku, płci i stanu organizmu, norma dobowego spożycia waha się w dość dużych granicach. U osób dorosłych: od 10 mg/dobę u mężczyzn, do 20 mg u kobiet, z zastrzeżeniem że w okresie ciąży i karmienia powinno to być ok. 30 mg/dobę. Chociaż organizm ma dość dobrze rozwinięte mechanizmy regulacyjne, w niektórych sytuacjach może dojść do schorzenia nazywanego hemochromatozą, związanego z nadmiarem żelaza w organizmie. Duże ilości soli żelaza (II) są toksyczne. Sole żelaza (III-VI) są nieszkodliwe, ponieważ się nie wchłaniają.

Prawidłowe stężenie żelaza w surowicy krwi^[1]:

• wartość średnia
  • mężczyźni 21,8 μmol/L, 120 μg/dL
  • kobiety 18,5 μmol/L, 100 μg/dL
• wartość skrajna
  • mężczyźni 17,7 - 35,9 μmol/L, 90 - 200 μg/dL
  • kobiety 11,1 - 30,1 μmol/L, 60 - 170 μg/dL

[edytuj] Formy występowania

Czyste żelazo jest lśniącym, srebrzystym i miękkim metalem, który ulega łatwo korozji. Od wieków jest stosowane w formie stopów z węglem zwanym żeliwem i stalą oraz stopów z manganem, chromem, molibdenem, wanadem i wieloma innymi (są to tzw. stale stopowe).

Żelazo występuje w dwóch odmianach alotropowych:

• żelazo α - w zakresie wysokotemperaturowym oznaczana niekiedy α lub α(δ).
• żelazo γ

Jedynie żelazo α posiada własności ferromagnetyczne.

Przemiana alotropowa żelaza α w żelazo γ zachodzi w temperaturze 723°C przy schładzaniu lub 728°C przy ogrzewaniu.

Przemiana alotropowa żelaza γ w żelazo α(δ) zachodzi w temperaturze 1400°C.

[edytuj] Żelazo rodzime

Żelazo rodzime – minerał z gromady pierwiastków rodzimych.

Nazwa pochodzi od Ferrum Noricum – celtyckich plemion produkujących wysokogatunkowe żelazo (teren dzisiejszej Austrii). Minerał bardzo rzadki.

[edytuj] Właściwości

• Symbol chemiczny: Fe /ferrum/ - żelazo
• Układ krystalograficzny: regularny
• Twardość: 4-5
• Gęstość: 7,88
• Rysa: stalowoszara, metalicznie błyszcząca
• Barwa: stalowoszara lub prawie czarna
• Przełam: haczykowaty lub zadziorowaty
• Połysk: metaliczny

Minerał nieprzezroczysty, kowalny, ciągliwy. Wykazuje silne właściwości magnetyczne. Zazwyczaj zawiera niewielkie domieszki niklu, czasem kobaltu, miedzi, manganu, siarki, węgla. Tworzy skupienia ziarniste, zbite, wyjątkowo tworzy niewielkie kryształy o postaci sześcianu lub ośmiościanu.

[edytuj] Występowanie

W skałach magmowych, najczęściej w bazaltach oraz w meteorytach (najbardziej znany meteoryt żelazny to "Canyon Diablo" z krateru Barringera w Arizonie w USA).

Miejsca występowania: Na wyspie Disco u wybrzeży Grenlandii, Niemcy – Hesja.

[edytuj] Zastosowanie

Ze względu na rzadkość występowania, żelazo rodzime nie ma praktycznego zastosowania. Ma bardzo duże znaczenie naukowe i kolekcjonerskie (wartość handlowa przekracza niekiedy wartość takich samych wagowo samorodków srebra).

[edytuj] Przypisy

1. ↑ "Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej" pod red. prof. dr. hab. med. Władysława Z. Traczyka, prof. dr. hab. med. Andrzeja Trzebskiego; Wyd. III zmienione i uzupełnione.