Yster is 'n bekende chemiese element. Dit behoort aan die metale met gemiddelde reaktiwiteit. Ons sal die eienskappe en gebruik van yster in hierdie artikel oorweeg.
Voorkoms in die natuur
Daar is 'n redelike groot aantal minerale wat ferrum insluit. Eerstens is dit magnetiet. Dit is twee-en-sewentig persent yster. Sy chemiese formule is Fe3O4. Hierdie mineraal word ook magnetiese ystererts genoem. Dit het 'n liggrys kleur, soms met donkergrys, tot swart, met 'n metaalglans. Sy grootste afsetting onder die GOS-lande is in die Oeral geleë.
Die volgende mineraal met 'n hoë ysterinhoud is hematiet - dit is sewentig persent saamgestel uit hierdie element. Sy chemiese formule is Fe2O3. Dit word ook rooi ystererts genoem. Dit het 'n kleur van rooi-bruin tot rooi-grys. Die grootste deposito in die gebied van die GOS-lande is geleë in Krivoy Rog.
Die derde mineraal wat ferruminhoud betref, is limoniet. Hier is yster sestig persent van die totale massa. Dit is 'n kristallyne hidraat, dit wil sê watermolekules word in sy kristalrooster geweef,sy chemiese formule is Fe2O3•H2O. Soos die naam aandui, het hierdie mineraal 'n geel-bruin kleur, soms bruin. Dit is een van die hoofkomponente van natuurlike oker en word as 'n pigment gebruik. Dit word ook bruin ystersteen genoem. Die grootste voorvalle is die Krim, Oeral.
In sideriet, die sogenaamde spar-ystererts, agt-en-veertig persent van ferrum. Sy chemiese formule is FeCO3. Sy struktuur is heterogeen en bestaan uit kristalle van verskillende kleure wat met mekaar verbind is: grys, liggroen, grysgeel, bruingeel, ens.
Die laaste mineraal wat natuurlik voorkom met 'n hoë ferruminhoud is piriet. Dit het die volgende chemiese formule: FeS2. Yster daarin is ses-en-veertig persent van die totale massa. As gevolg van swaelatome het hierdie mineraal 'n goudgeel kleur.
Baie van die oorweegde minerale word gebruik om suiwer yster te verkry. Daarbenewens word hematiet gebruik in die vervaardiging van juweliersware uit natuurlike klippe. Piriet-insluitings kan gevind word in lapis lazuli-juweliersware. Boonop word yster in die natuur in die samestelling van lewende organismes aangetref - dit is een van die belangrikste komponente van die sel. Hierdie spoorelement moet in voldoende hoeveelhede aan die menslike liggaam verskaf word. Die genesende eienskappe van yster is grootliks te danke aan die feit dat hierdie chemiese element die basis van hemoglobien is. Daarom het die gebruik van ferrum 'n goeie uitwerking op die toestand van die bloed, en dus die hele organisme as 'n geheel.
Yster: fisiese en chemiese eienskappe
Kom ons oorweeg hierdie twee groot afdelings in volgorde. Die fisiese eienskappe van yster is sy voorkoms, digtheid, smeltpunt, ens. Dit wil sê al die onderskeidende kenmerke van 'n stof wat met fisika geassosieer word. Die chemiese eienskappe van yster is sy vermoë om met ander verbindings te reageer. Kom ons begin met die eerste.
Fisiese eienskappe van yster
In sy suiwer vorm onder normale toestande is dit 'n vaste stof. Dit het 'n silwergrys kleur en 'n uitgesproke metaalglans. Die meganiese eienskappe van yster sluit die vlak van hardheid op die Mohs-skaal in. Dit is gelyk aan vier (medium). Yster het goeie elektriese en termiese geleidingsvermoë. Die laaste kenmerk kan gevoel word deur aan 'n ystervoorwerp in 'n koelkamer te raak. Omdat hierdie materiaal hitte vinnig gelei, absorbeer dit die meeste van die hitte van jou vel binne 'n kort tydjie, wat jou koud laat voel.
Deur byvoorbeeld aan 'n boom te raak, kan opgemerk word dat sy termiese geleidingsvermoë baie laer is. Die fisiese eienskappe van yster is sy smelt- en kookpunte. Die eerste is 1539 grade Celsius, die tweede is 2860 grade Celsius. Daar kan tot die gevolgtrekking gekom word dat die kenmerkende eienskappe van yster goeie rekbaarheid en smeltbaarheid is. Maar dit is nie al nie.
Die fisiese eienskappe van yster sluit ook sy ferromagnetisme in. Wat dit is? Yster, wie se magnetiese eienskappe ons elke dag in praktiese voorbeelde kan waarneem, is die enigste metaal wat so hetunieke onderskeidende kenmerk. Dit is te wyte aan die feit dat hierdie materiaal onder die invloed van 'n magnetiese veld gemagnetiseer kan word. En na die beëindiging van die werking van laasgenoemde, bly yster, waarvan die magnetiese eienskappe pas gevorm is, vir 'n lang tyd 'n magneet. Hierdie verskynsel kan verklaar word deur die feit dat daar in die struktuur van hierdie metaal baie vrye elektrone is wat in staat is om rond te beweeg.
Uit die oogpunt van chemie
Hierdie element behoort aan die metale van medium aktiwiteit. Maar die chemiese eienskappe van yster is tipies vir alle ander metale (behalwe dié wat regs van waterstof in die elektrochemiese reeks is). Dit is in staat om met baie klasse stowwe te reageer.
Begin eenvoudig
Ferrum in wisselwerking met suurstof, stikstof, halogene (jodium, broom, chloor, fluoor), fosfor, koolstof. Die eerste ding om te oorweeg is reaksies met suurstof. Wanneer ferrum verbrand word, word sy oksiede gevorm. Afhangende van die toestande van die reaksie en die verhoudings tussen die twee deelnemers, kan hulle gevarieer word. As 'n voorbeeld van sulke interaksies kan die volgende reaksievergelykings gegee word: 2Fe + O2=2FeO; 4Fe + 3O2=2Fe2O3; 3Fe + 2O2=Fe3O4. En die eienskappe van ysteroksied (beide fisies en chemies) kan gevarieer word, afhangende van die verskeidenheid. Hierdie soort reaksies vind by hoë temperature plaas.
Volgende - interaksie met stikstof. Dit kan ook net gebeuronderhewig aan verhitting. As ons ses mol yster en een mol stikstof neem, kry ons twee mol ysternitried. Die reaksievergelyking sal soos volg lyk: 6Fe + N2=2Fe3N.
Wanneer daar interaksie met fosfor is, word 'n fosfied gevorm. Om die reaksie uit te voer, is die volgende komponente nodig: vir drie mol ferrum - een mol fosfor, as gevolg daarvan word een mol fosfied gevorm. Die vergelyking kan soos volg geskryf word: 3Fe + P=Fe3P.
Daarbenewens, onder die reaksies met eenvoudige stowwe, kan mens ook die interaksie met swael onderskei. In hierdie geval kan sulfied verkry word. Die beginsel waarvolgens die proses van vorming van hierdie stof plaasvind, is soortgelyk aan dié wat hierbo beskryf is. 'n Addisiereaksie vind naamlik plaas. Alle chemiese interaksies van hierdie soort vereis spesiale toestande, hoofsaaklik hoë temperature, minder dikwels katalisators.
Reaksies tussen yster en halogene is ook algemeen in die chemiese industrie. Dit is chlorering, bromering, jodering, fluorering. Soos duidelik uit die name van die reaksies self blyk, is dit die proses om chloor / broom / jodium / fluooratome by ferrumatome te voeg om onderskeidelik chloried / bromied / jodied / fluoried te vorm. Hierdie stowwe word wyd gebruik in verskeie industrieë. Daarbenewens kan ferrum by hoë temperature met silikon kombineer. As gevolg van sy uiteenlopende chemiese eienskappe, word yster dikwels in die chemiese industrie gebruik.
Ferrum en komplekse stowwe
Van eenvoudige stowwe, kom ons gaan aan na diegene wie se molekules uit twee of meer bestaanverskeie chemiese elemente. Die eerste ding om te noem is die reaksie van ferrum met water. Hier is die belangrikste eienskappe van yster. Wanneer water saam met yster verhit word, word 'n basiese oksied gevorm (dit word so genoem omdat dit 'n hidroksied vorm, met ander woorde 'n basis wanneer dit met dieselfde water in wisselwerking tree). Dus, as jy een mol van albei komponente neem, word stowwe soos ferrumdioksied en waterstof gevorm in die vorm van 'n gas met 'n skerp reuk - ook in molêre verhoudings van een tot een. Die vergelyking vir hierdie soort reaksie kan soos volg geskryf word: Fe + H2O=FeO + H2. Afhangende van die verhoudings waarin hierdie twee komponente gemeng word, kan ysterdi- of trioksied verkry word. Beide hierdie stowwe is baie algemeen in die chemiese industrie en word ook in baie ander industrieë gebruik.
Met sure en soute
Aangesien ferrum aan die linkerkant van waterstof in die elektrochemiese reeks van aktiwiteit van metale geleë is, is dit in staat om hierdie element van verbindings te verplaas. 'n Voorbeeld hiervan is die substitusiereaksie wat waargeneem kan word wanneer yster by 'n suur gevoeg word. Byvoorbeeld, as jy yster en sulfaatsuur (ook bekend as swaelsuur) van medium konsentrasie in dieselfde molverhoudings meng, sal die resultaat ystersulfaat (II) en waterstof in dieselfde molêre verhoudings wees. Die vergelyking vir so 'n reaksie sal soos volg lyk: Fe + H2SO4=FeSO4 + H 2.
Wanneer daar interaksie met soute is, verskyn die verminderende eienskappe van yster. Dit wil sê, met die hulp daarvan kan 'n minder aktiewe metaal uit sout geïsoleer word. Byvoorbeeld, asneem een mol kopersulfaat en dieselfde hoeveelheid ferrum, dan kan jy ystersulfaat (II) en suiwer koper in dieselfde molêre verhoudings kry.
Waarde vir die liggaam
Een van die mees algemene chemiese elemente in die aardkors is yster. Ons het reeds die eienskappe van materie oorweeg, nou sal ons dit vanuit 'n biologiese oogpunt benader. Ferrum verrig baie belangrike funksies beide op sellulêre vlak en op die vlak van die hele organisme. Eerstens is yster die basis van so 'n proteïen soos hemoglobien. Dit is nodig vir die vervoer van suurstof deur die bloed vanaf die longe na alle weefsels, organe, na elke sel van die liggaam, hoofsaaklik na die neurone van die brein. Daarom kan die voordelige eienskappe van yster nie oorskat word nie.
Benewens die feit dat dit bloedvorming beïnvloed, is ferrum ook belangrik vir die volle funksionering van die tiroïedklier (dit vereis nie net jodium, soos sommige meen). Yster neem ook deel aan intrasellulêre metabolisme, reguleer immuniteit. Ferrum word ook in veral groot hoeveelhede in lewerselle aangetref, aangesien dit help om skadelike stowwe te neutraliseer. Dit is ook een van die hoofkomponente van baie soorte ensieme in ons liggaam. Die daaglikse dieet van 'n persoon moet tien tot twintig milligram van hierdie spoorelement bevat.
Voedsel ryk aan yster
Daar is baie van hulle. Hulle is van beide plant- en dierlike oorsprong. Die eerste is graan, peulgewasse, graan (veral bokwiet), appels, sampioene (porcini), gedroogde vrugte, roos heupe, pere, perskes,avokado, pampoen, amandels, dadels, tamaties, broccoli, kool, bloubessies, brame, seldery, ens. Die tweede - lewer, vleis. Die gebruik van voedsel hoog in yster is veral belangrik tydens swangerskap, aangesien die liggaam van die ontwikkelende fetus 'n groot hoeveelheid van hierdie spoorelement benodig vir behoorlike groei en ontwikkeling.
Tekens van ystertekort
Simptome van te min ferrum wat die liggaam binnedring, is moegheid, konstante vries van die hande en voete, depressie, bros hare en naels, verminderde intellektuele aktiwiteit, spysverteringstoornisse, lae werkverrigting en skildklierafwykings. As jy meer as een van hierdie simptome opmerk, wil jy dalk die hoeveelheid ysterryke kosse in jou dieet verhoog of vitamiene of aanvullings koop wat ferrum bevat. Maak ook seker dat jy 'n dokter sien as jy enige van hierdie simptome te sterk ervaar.
Gebruik van ferrum in die industrie
Die gebruike en eienskappe van yster is nou verwant. As gevolg van sy ferromagnetisme, word dit gebruik om magnete te maak - beide swakker vir huishoudelike doeleindes (aandenkings yskasmagnete, ens.), en sterker - vir industriële doeleindes. As gevolg van die feit dat die betrokke metaal hoë sterkte en hardheid het, is dit sedert antieke tye gebruik vir die vervaardiging van wapens, wapens en ander militêre en huishoudelike gereedskap. Terloops, selfs in antieke Egipte was meteorietyster bekend, die eienskappewat beter is as dié van gewone metaal. So 'n spesiale yster is ook in antieke Rome gebruik. Hulle het elite-wapens daarvan gemaak. Slegs 'n baie ryk en edele persoon kon 'n skild of swaard van meteorietmetaal hê.
Oor die algemeen is die metaal wat ons in hierdie artikel oorweeg, die veelsydigste wat onder al die stowwe van hierdie groep gebruik word. Eerstens word staal en gietyster daarvan gemaak, wat gebruik word om allerhande produkte te vervaardig wat nodig is in die industrie sowel as in die alledaagse lewe.
Gietyster is 'n legering van yster en koolstof, waarin die tweede van 1,7 tot 4,5 persent teenwoordig is. As die tweede minder as 1,7 persent is, word hierdie soort legering staal genoem. As daar ongeveer 0,02 persent koolstof in die samestelling is, dan is dit reeds gewone tegniese yster. Die teenwoordigheid van koolstof in die legering is nodig om dit groter sterkte, hittebestandheid en roesweerstand te gee.
Boonop kan staal baie ander chemiese elemente as onsuiwerhede bevat. Dit is mangaan, en fosfor en silikon. Ook kan chroom, nikkel, molibdeen, wolfram en baie ander chemiese elemente by hierdie soort legering gevoeg word om dit sekere eienskappe te gee. Tipes staal waarin 'n groot hoeveelheid silikon voorkom (sowat vier persent) word as transformatorstaal gebruik. Diegene wat baie mangaan bevat (tot twaalf of veertien persent) vind hul toepassing in die vervaardiging van onderdelespoorweë, meulens, brekers en ander gereedskap wat onderdele vinnig sly.
Molibdeen word in die samestelling van die legering ingebring om dit meer termies stabiel te maak – sulke staal word as gereedskapstaal gebruik. Daarbenewens, om bekende en algemeen gebruikte vlekvrye staal in die vorm van messe en ander huishoudelike gereedskap te verkry, is dit nodig om chroom, nikkel en titanium by die legering te voeg. En om skokbestande, hoësterkte, rekbare staal te kry, is dit genoeg om vanadium daarby te voeg. Wanneer dit in die samestelling van niobium ingebring word, is dit moontlik om hoë weerstand teen korrosie en die effekte van chemies aggressiewe stowwe te bereik.
Die minerale magnetiet, wat aan die begin van die artikel genoem is, word benodig vir die vervaardiging van hardeskywe, geheuekaarte en ander toestelle van hierdie tipe. As gevolg van sy magnetiese eienskappe, kan yster gevind word in die konstruksie van transformators, motors, elektroniese produkte, ens. Boonop kan ferrum by ander metaallegerings gevoeg word om hulle groter sterkte en meganiese stabiliteit te gee. Die sulfaat van hierdie element word in tuinbou gebruik vir plaagbeheer (saam met kopersulfaat).
Ysterchloriede is onontbeerlik vir watersuiwering. Daarbenewens word magnetietpoeier in swart en wit drukkers gebruik. Die hoofgebruik van piriet is om swaelsuur daaruit te verkry. Hierdie proses vind in die laboratorium in drie fases plaas. In die eerste stadium word ferrumpiriet verbrand om ysteroksied en swaeldioksied te produseer. Die tweede stap is die omskakeling van die dioksiedswael na sy trioksied met die deelname van suurstof. En in die finale stadium word die resulterende stof in die teenwoordigheid van katalisators deur waterdamp gevoer, waardeur swaelsuur verkry word.
Kry yster
Hierdie metaal word hoofsaaklik ontgin uit sy twee hoofminerale: magnetiet en hematiet. Dit word gedoen deur yster uit sy verbindings te verminder met koolstof in die vorm van kooks. Dit word gedoen in hoogoonde, die temperatuur waarin twee duisend grade Celsius bereik. Daarbenewens is daar 'n manier om die ferrum met waterstof te verminder. Dit vereis nie 'n hoogoond nie. Om hierdie metode te implementeer word spesiale klei geneem, met fyngemaakte erts gemeng en met waterstof in 'n asoond behandel.
Gevolgtrekking
Die eienskappe en gebruike van yster is uiteenlopend. Dit is miskien die belangrikste metaal in ons lewens. Nadat hy aan die mensdom bekend geword het, het hy die plek van brons ingeneem, wat destyds die hoofmateriaal was vir die vervaardiging van alle gereedskap, sowel as wapens. Staal en gietyster is in baie opsigte beter as die koper-tin-legering in terme van hul fisiese eienskappe, weerstand teen meganiese spanning.
Boonop is yster meer algemeen op ons planeet as baie ander metale. Sy massafraksie in die aardkors is byna vyf persent. Dit is die vierde volopste chemiese element in die natuur. Hierdie chemiese element is ook baie belangrik vir die normale funksionering van die organisme van diere en plante, hoofsaaklik omdat hemoglobien op die basis daarvan gebou word. Yster is 'n noodsaaklike mikrovoedingstofwat belangrik is vir die handhawing van gesondheid en normale funksionering van organe. Benewens bogenoemde is dit die enigste metaal wat unieke magnetiese eienskappe het. Dit is onmoontlik om ons lewe sonder ferrum voor te stel.
