/ mineral željezo

Gvožđe spada u grupu prirodnih elemenata. Prirodno željezo je mineral zemaljskog i kosmogenog porijekla. Sadržaj nikla je 3 posto veći u kopnenom željezu nego u kosmogenom. Sadrži i nečistoće magnezijuma, kobalta i drugih elemenata u tragovima. Prirodno željezo ima svijetlo sivu boju s metalnim sjajem; inkluzije kristala su rijetke. Ovo je prilično rijedak mineral s tvrdoćom od 4-5 jedinica. i gustine od 7000-7800 kg po kubnom metru. Arheolozi su dokazali da su izvorno željezo koristili stari ljudi mnogo prije nego što su se pojavile vještine topljenja željeznog metala iz rude.

Ovaj metal u svom izvornom obliku ima srebrno-bijelu nijansu, površina brzo postaje hrđa u visokoj vlažnosti ili u vodi bogatoj kisikom. Ova pasmina ima dobru plastičnost, topi se na temperaturi od 1530 stepeni Celzijusa, može se lako kovati i valjati. Metal ima dobru električnu i toplotnu provodljivost, osim toga od ostalih stijena se razlikuje po magnetnim svojstvima.

Prilikom interakcije s kisikom, površina metala je prekrivena filmom koji se formira, koji ga štiti od korozivnih učinaka. A kada zrak sadrži vlagu, željezo oksidira i na njegovoj površini se stvara rđa. U nekim kiselinama, željezo se rastvara i oslobađa se vodonik.

Istorija gvožđa

Gvožđe je imalo ogroman uticaj na razvoj ljudskog društva i danas se vrednuje. Koristi se u mnogim industrijama. Željezo je pomoglo primitivnom čovjeku da savlada nove načine lova, dovelo do razvoja Poljoprivreda sa novim alatima. Gvožđe u svom čistom obliku u to je vreme bilo deo palih meteorita. Do danas postoje legende o nezemaljskom porijeklu ovog materijala. Metalurgija nastaje sredinom drugog milenijuma pre nove ere. U to vrijeme u Egiptu su ovladali proizvodnjom metala od željezne rude.

Gdje se kopa gvožđe?

U svom čistom obliku, gvožđe se nalazi u nebeskim tijelima. Metal je pronađen u lunarno tlo. Sada se željezo kopa iz rude stijena, a Rusija zauzima vodeću poziciju u vađenju ovog metala. Bogata nalazišta željezne rude nalaze se u evropskom dijelu, u Zapadni Sibir i na Uralu.

Područja upotrebe

Željezo je neophodno u proizvodnji čelika, koji ima širok spektar primjena. Gotovo svaka proizvodnja koristi ovaj materijal. Željezo se široko koristi u svakodnevnom životu, može se naći u obliku kovanih proizvoda i lijevanog željeza. Željezo vam omogućava da proizvodu date drugačiji oblik, pa se koristi u kovanju i stvaranju sjenica, ograda i drugih proizvoda.

Sve domaćice u kuhinji koriste željezo, jer proizvodi od lijevanog željeza nisu ništa drugo do legura željeza i ugljika. Posuđe od livenog gvožđa se ravnomerno zagreva, dugo zadržava temperaturu i traje decenijama. Sastav gotovo svih pribora za jelo uključuje željezo, a nehrđajući čelik se koristi za izradu posuđa i raznih kuhinjskih potrepština te potrebnih predmeta kao što su lopate, vile, sjekire i drugi korisni alati. Ovaj metal se široko koristi u nakitu.

Hemijski sastav

Telursko gvožđe sadrži nečistoće nikla (Ni) 0,6-2%, kobalta (Co) do 0,3%, bakra (Cu) do 0,4%, platine (Pt) do 0,1%, ugljenika; u meteoritskom gvožđu, nikla je od 2 do 12%, kobalta oko 0,5%, ima i primesa fosfora, sumpora i ugljenika.

Ponašanje u kiselinama: rastvorljivo u HNO3.
U prirodi postoji nekoliko modifikacija gvožđa - niskotemperaturna ima BCC ćeliju (Im3m), visokotemperaturna (na temperaturama > 1179K) FCC ćelija (Fm(-3)m). Nalazi se u velikim količinama u meteoritima. Widmanstätten figure se pojavljuju u željeznim meteoritima kada su urezane ili zagrijane.
Poreklo: telursko (kopneno) gvožđe se retko nalazi u bazaltnim lavama (Wifak, ostrvo Disko, kod zapadne obale Grenlanda, blizu grada Kasela, Nemačka). Pirotit (Fe1-xS) i kohenit (Fe3C) su povezani s njim na obje tačke, što objašnjava kako redukciju ugljikom (uključujući i iz stena domaćina) tako i razgradnju karbonilnih kompleksa tipa Fe(CO)n. U mikroskopskim zrnima je više puta utvrđen u izmijenjenim (serpentiniziranim) ultrabazičnim stijenama, također u paragenezi sa pirotitom, ponekad i magnetitom, zbog čega nastaje u reakcijama redukcije. Vrlo je rijedak u zoni oksidacije rudnih naslaga, prilikom formiranja močvarnih ruda. Registrirani su nalazi u sedimentnim stijenama povezani sa redukcijom jedinjenja željeza vodonikom i ugljovodonicima.
Gotovo čisto gvožđe pronađeno je u lunarnom tlu, što je povezano i sa padom meteorita i sa magmatskim procesima. Konačno, dvije klase meteorita - kameno željezo i željezo - sadrže prirodne legure željeza kao komponentu za stvaranje stijena.

Porodica autohtonog gvožđa (prema Godovikovu)
Izvorna grupa gvožđa

Grupa prirodnog nikla
> 24 at. % Ni - taenit
62,5 - 92 at. % Ni - avariit Ni3Fe
(Ni, Fe) - Prirodni nikal

Gvožđe (engleski Iron, francuski Fer, nemački Eisen) je jedan od sedam metala antike. Vrlo je vjerovatno da je čovjek ranije upoznao željezo meteorskog porijekla nego druge metale. Meteoritsko željezo je obično lako razlikovati od zemaljskog željeza, jer gotovo uvijek sadrži od 5 do 30% nikla, najčešće - 7-8%. Od davnina, željezo se dobija iz ruda koje se nalaze gotovo posvuda. Najzastupljenije rude su hematit (Fe 2 O 3 ,), ruda smeđeg željeza (2Fe 2 O 3, ZH 2 O) i njene varijante (močvarska ruda, siderit ili šparoge FeCO3 ,), magnetit (Fe 3 0 4) i neke druge. Sve ove rude, kada se zagreju ugljem, lako se redukuju na relativno niskoj temperaturi počevši od 500 o C. Dobijeni metal je imao oblik viskozne spužvaste mase, koja je zatim obrađena na 700-800 o uz ponovljeno kovanje.

U antičko doba i u srednjem vijeku, sedam tada poznatih metala upoređivano je sa sedam planeta, što je simboliziralo vezu između metala i nebeskih tijela i nebesko porijeklo metala. Takvo poređenje postalo je uobičajeno prije više od 2000 godina i stalno se nalazi u literaturi sve do 19. stoljeća. U II veku. n. e. željezo je uspoređeno sa Merkurom i nazvano je živa, ali se kasnije počelo uspoređivati s Marsom i nazivati Mars (Mars), što je posebno naglašavalo vanjsku sličnost crvenkaste boje Marsa s crvenim željeznim rudama.

prijavi grešku u opisu

Mineralna svojstva

porijeklo imena	Oznaka hemijskog elementa - od latinskog ferrum, željezo - od staroengleske riječi koja znači ovaj metal

Lokacija otkrića	Ostrvo Qeqertarsuaq (ostrvo Disko), Qaasuitsup, Grenland

Godina otvaranja	poznat od davnina

Termička svojstva	P. tr. Tačka topljenja (čisto željezo) 1528°C

IMA status	vrijedi, prvi put opisan prije 1959. (prije IMA)

Tipične nečistoće	Ni,C,Co,P,Cu,S

Strunz (8. izdanje)	1/A.07-10

Hej, CIM Ref.	1.57

Dana (7. izdanje)	1.1.17.1

Molekularna težina	55.85

Opcije ćelije	a = 2,8664Å

Broj jedinica formule (Z)	2

Volumen jedinične ćelije	V 23.55 Å³

Twinning	od (111)

tačka grupa	m3m (4/m 3 2/m) - Hexoctahedral

svemirska grupa	Im3m (I4/m 3 2/m)

odvojenost	od (112)

Gustina (izračunato)	7.874

Gustina (izmjerena)	7.3 - 7.87

Vrstu	izotropna

Reflektirana boja	bijela

Obrazac za odabir	Oblik kristalnih taloga: gusta zrna sa nepravilnim vijugavim obrisima, filmovi, dendriti, povremeno grumenčići.

Nastava iz sistematike SSSR-a	Metali

Gvožđe je najčešći metal na svetu posle aluminijuma; čini oko 5% zemljine kore. Gvožđe se javlja u obliku raznih jedinjenja: oksida, sulfida, silikata. U slobodnom obliku, gvožđe se nalazi u meteoritima, povremeno se prirodno gvožđe (ferit) nalazi u zemljinoj kori kao produkt očvršćavanja magme.

Gvožđe je sastavni dio mnogih minerala koji čine ležišta željezne rude.

Glavni rudni minerali gvožđa:

Hematit(gvozdeni sjaj, crvena željezna ruda) - Fe 2 O 3 (do 70% Fe);

Magnetit(magnetna željezna ruda) - Fe 3 O 4 (do 72,4% Fe);

goethite- FeOOH

Hidrogoetit- FeOOH * nH 2 O (limonit) - (oko 62% Fe);

Siderit- Fe(CO 3) (oko 48,2% Fe);

Pirit- FeS2

Ležišta željeznih ruda nastaju u različitim geološkim uslovima; to je razlog raznolikosti sastava ruda i uslova njihovog nastanka. Gvozdene rude se dele na sledeće industrijske tipove:

Smeđe željezne rude - rude vodenog željeznog oksida (glavni mineral je hidrogetit), 30-55% željeza.

Crvena željezna ruda, ili hematit rude (glavni mineral je hematit, ponekad sa magnetitom), 51-66% željeza.

Magnetna željezna ruda (glavni mineral je magnetit), 50-65% željeza.

Sideritske ili karbonatne sedimentne rude, 30-35% željeza.

Silikatne sedimentne željezne rude, 25-40% željeza.

Velike rezerve željezne rude nalaze se na Uralu, gdje čitave planine (na primjer, Magnitnaja, Kačkanar, Visoka, itd.) formiraju magnetna željezna ruda. Velika nalazišta željezne rude nalaze se u blizini Kurska, na poluostrvu Kola, u zapadnom i Istočni Sibir, na Dalekom istoku. Bogati depoziti su dostupni u Ukrajini.

Gvožđe je takođe jedan od najčešćih elemenata u prirodnim vodama, čiji se prosječni sadržaj kreće od 0,01-26 mg/l.

Životinje i biljke akumuliraju željezo. Neke vrste algi i bakterija aktivno akumuliraju željezo.

U ljudskom organizmu sadržaj gvožđa se kreće od 4 do 7 g (u tkivima, krvi, unutrašnjim organima). Gvožđe ulazi u organizam sa hranom. Dnevna potreba odrasle osobe za gvožđem je 11-30 mg. Glavne namirnice sadrže sljedeću količinu željeza (u mcg/100g.):

Mlijeko - 70

Krompir, povrće, voće - od 600 do 900

II . Tehnogeni izvori gvožđa u životnoj sredini.

U oblastima metalurških postrojenja čvrste emisije sadrže od 22.000 do 31.000 mg/kg željeza.

Do 31-42 mg/kg gvožđa ulazi u zemljište pored biljaka. Kao rezultat toga, željezo se akumulira u vrtnim usjevima.

Mnogo gvožđa ulazi u otpadne vode i mulj iz industrija: metalurške, hemijske, mašinogradnje, metaloprerađivačke, petrohemijske, hemijsko-farmaceutske, boje i lakova, tekstilne.

Prašina, industrijski dim može sadržavati velike količine željeza u obliku aerosola željeza, njegovih oksida, ruda.

Prašina željeza ili njegovi oksidi nastaje prilikom oštrenja metalnih alata, čišćenja dijelova od rđe, valjanja željeznih limova, elektrozavarivanja i drugih proizvodnih procesa u kojima se odvija željezo ili njegova spojeva.

Gvožđe se može akumulirati u zemljištu, vodenim tijelima, zraku i živim organizmima.

Glavni minerali željeza su u prirodi podvrgnuti fotokemijskom uništavanju, formiranju kompleksa, mikrobiološkom ispiranju, zbog čega željezo iz teško topljivih minerala prelazi u vodena tijela.

Oksidacija sulfida se može opisati u terminima opšti pogled na primjeru pirita slijedećim mikrobiološkim i hemijskim procesima:

Kao što vidite, u ovom slučaju nastaje još jedna komponenta koja zagađuje površinske vode - sumporna kiselina.

Na ovom primjeru može se suditi o razmjerima njegovog mikrobiološkog obrazovanja. Pirit je česta nečistoća u ležištima uglja, a njegovo ispiranje dovodi do zakiseljavanja rudničkih voda. Prema jednoj procjeni, 1932. god. oko 3 miliona tona H 2 SO 4 ušlo je u rijeku Ohajo (SAD) sa rudničkim vodama.

Mikrobiološko ispiranje željeza se vrši ne samo zbog oksidacije, već i prilikom redukcije oksidiranih ruda. U njemu učestvuju mikroorganizmi koji pripadaju različitim grupama. Konkretno, redukciju Fe 3+ u Fe 2+ vrše predstavnici rodova Bacillus i Pseudomonas, kao i neke gljive.

Ovdje navedeni procesi, koji su u prirodi rasprostranjeni, dešavaju se i na deponijama rudarskih preduzeća, metalurških pogona koji proizvode veliki broj otpad (šljaka, šljaka, itd.).

Sa kišom, poplavama i podzemnim vodama, metali oslobođeni iz čvrstih matrica prenose se u rijeke i rezervoare. Gvožđe se u prirodnim vodama nalazi u različitim stanjima i oblicima: u istinski rastvorenom obliku, deo je donskih sedimenata i heterogenih sistema (suspenzije i koloidi).

Donji sedimenti rijeka i akumulacija djeluju kao skladište željeza. Pod određenim uslovima, gvožđe se može osloboditi iz njih, što dovodi do sekundarnog zagađenja vode.

III . Hemijska svojstva gvožđe, njegova glavna jedinjenja.

Gvožđe je element VIII grupe periodnog sistema. Atomski broj 26, atomska težina 55,85 (56). Konfiguracija vanjskih elektrona atoma je 3d 6 4s 2 .

U prirodnim rezervoarima, na primjer, u jezeru Ladoga, u Nevi, sadržaj željeza je manji od 0,3 mg / l. Prije ulaska u gradsku vodovodnu mrežu, voda iz rezervoara se podvrgava filtraciji i dejstvu koagulanata, koji zajedno sa organskim nečistoćama uklanjaju i dio gvožđa.

Tretman vode sa visokim sadržajem gvožđa sastoji se u filtriranju na mehaničkim filterima (antracit), koagulaciji (koagulant - glinica Al 2 (SO 4) 3), ponekad - u tretmanu magnetna polja(u slučaju magnetnih oblika gvožđa).

Preventivne mere koje obezbeđuju bezbedne uslove rada pri izloženosti radnom gvožđu i njegovim jedinjenjima određene su regulatornim dokumentima u odnosu na specifične uslove proizvodnje.

V . Dobijanje željeza i njegovih osnovnih spojeva, njihova praktična upotreba.

Od svih iskopanih metala, gvožđe ima najveća vrijednost. Sva moderna tehnologija povezana je s upotrebom željeza i njegovih legura. Količina iskopanog željeza je oko 15 puta veća od ekstrakcije svih ostalih metala zajedno.

Glavna industrijska metoda za dobivanje željeza je njegova proizvodnja u obliku različitih legura s ugljikom - lijevanog željeza i ugljičnog čelika. Liveno gvožđe se dobija postupkom visoke peći, a čelik se dobija postupkom otvorenog ložišta, konverterom i električnim procesom topljenja.

U procesu visoke peći, željezna ruda, koks i krečnjak su uključeni kao glavni materijali za punjenje, koji su neophodni za redukciju željeznih oksida u rudi ugljikom i razrjeđivanje rastaljenog željeza i šljake.

U visoku peć se dovodi zrak ili, da bi se proces ubrzao, kisik (puhanje kisika). Ugljik koksa se oksidira kisikom: C+O 2 =CO 2 ; C + CO 2 \u003d 2CO.

Nastali CO i ugljik koksa reduciraju se željeznim oksidom:

Budući da se ove reakcije odvijaju s viškom ugljika, redukovano željezo se spaja s ugljikom i lijevano željezo nastaje s mnogo nižom tačkom topljenja od čistog željeza. Liveno gvožđe (sa 4,3% C) se topi na 1135 o C, a gvožđe na 1539 o C.

Rastopljeno gvožđe niskog taljenja i šljaka se skupljaju u ložištu visoke peći i periodično ispuštaju kroz posebne otvore.

Metode preraspodjele livenog gvožđa - otvorenog ložišta, konvertora i elektrotaljenja - svode se na uklanjanje viška ugljika i štetnih nečistoća (S, P) njihovom oksidacijom i na fino podešavanje sadržaja legirajućih elemenata na određenu vrijednost. dodajući ih tokom topljenja.

Maksimalno dozvoljeni sadržaj štetnih nečistoća i potreban sadržaj legirajućih elemenata utvrđeni su za svaku vrstu čelika.

Čisto željezo se dobija u obliku praha redukcijom njegovih oksida vodonikom ili termičkom razgradnjom Fe(CO) 5 karbonila. Upotreba čistog željeza je ograničena, jer. u pogledu svojih mehaničkih svojstava ne zadovoljava niz zahtjeva za konstrukcijske materijale. Veoma je plastičan.

Gvožđe i njegove legure čine osnovu moderne tehnologije. Značaj legura željeza za tehnologiju proizlazi iz činjenice da 95% svih metalnih proizvoda čine liveno željezo, a samo 5% legure drugih metala.

jedinjenja gvožđa.

inkstone FeSO4. 7H 2 O se dobija otapanjem čeličnih ostataka u 20-30% sumporne kiseline:

Gvozdeni vitriol - svetlozeleni kristali, dobro rastvorljivi u vodi. Koristi se za suzbijanje biljnih štetočina, u proizvodnji mastila i mineralnih boja, u bojanju tkanina i u tretmanu otpadnih voda od cijanida.

Pod djelovanjem željeznog sulfata nastaju alkalije hidroksidi gvožđa- Fe (OH) 2 i Fe (OH) 3.

Ovi hidroksidi se koriste kao pigmenti. Prirodno gvožđe hidroksid FeS 2 (pirit) služi kao sirovina za proizvodnju sumporne kiseline, sumpora i gvožđa.

Gvozdeni nitrat Fe (NO 3) 3 se dobija delovanjem azotne kiseline na gvožđe. Koristi se kao jedkasto sredstvo za bojenje pamučnih tkanina i kao sredstvo za utezanje svile.

Gvožđe hlorid FeCl 3 nastaje zagrevanjem gvožđa sa hlorom, hlorisanjem FeCl 2. Koristi se kao koagulant u tretmanu vode, kao jedkasto sredstvo za bojenje tkanina, kao katalizator u organskoj sintezi.

Gvožđe sulfat Fe 2 (SO 4) 3 formira Fe 2 (SO 4) 3 kristalni hidrat. 9H 2 O (žuti kristali). Dobiva se otapanjem oksida Fe 2 O 3 u sumpornoj kiselini. Koristi se kao koagulant u tretmanu vode, za kiseljenje metala, a koristi se u proizvodnji bakra.

Oksidi željeza obično nastaju djelovanjem pare na usijano željezo. Prirodni oksidi željeza služe kao glavna sirovina za proizvodnju metalnog željeza (njegovih legura).

Fe 2 O 3 i njegovi derivati (feriti) se koriste u radioelektronici kao magnetni materijali, uključujući i kao aktivne supstance traka.

Fe 3 O 4 služi kao materijal za proizvodnju anoda u brojnim elektrohemijskim industrijama.

Feriti - kada se oksid željeza (III) spoji s natrij ili kalijevim karbonatima, nastaju feriti - soli željezne kiseline HFeO 2 koje se ne dobijaju u slobodnom stanju, na primjer, natrijum ferit NaFeO 2:

U tehnologiji se feritima ili feritnim materijalima nazivaju proizvodi sinterovanja Fe 2 O 3 praha i oksida nekih dvovalentnih metala, na primjer Ni, Zn, Mn.

Feriti imaju vrijedna magnetna svojstva i visoku električnu otpornost.

Feriti se široko koriste u komunikacijskoj tehnologiji, računarskim uređajima, u automatizaciji i telemehanici.

Jedinjenja gvožđa(VI).

Ako čelične strugotine ili Fe 2 O 3 zagrijavate s nitratom i kalij hidroksidom, tada se formira legura koja sadrži kalijev ferat K 2 FeO 4 - sol željezne kiseline H 2 FeO 4, koja se ne dobiva u slobodnom obliku.

Kada se legura otopi u vodi, dobije se crveno-ljubičasta otopina iz koje se djelovanjem barij hlorida može istaložiti u vodi nerastvorljivi barij-ferat BaFeO 4.

Svi ferati su veoma dobri jaki oksidanti, jači od KMnO 4 .

Karbonili gvožđa

Gvožđe sa ugljičnim monoksidom stvara isparljiva jedinjenja koja se nazivaju karbonili željeza. Gvožđe pentakarbonil Fe(CO) 5 je blijedožuta tečnost, nerastvorljiva u vodi, ali rastvorljiva u mnogim organskim rastvaračima. Fe(CO) 5 se dobija propuštanjem CO preko željeznog praha na 150-200 o C i pritisku od 100 atm. Kada se zagrije u vakuumu, Fe(CO) 5 se razlaže na željezo i CO. Ovo se koristi za proizvodnju željeznog praha visoke čistoće - karbonilnog željeza.

Legure željeza su legure metala na bazi željeza. Sve do početka 19. stoljeća Fe-C (sa primjesama Si, Mn, S, P) svrstavali su se u legure željeza, koje su se nazivale čelici i liveno gvožđe. Sve veći zahtjevi tehnologije za metalne materijale, prije svega u pogledu njihovih mehaničkih svojstava, otpornosti na toplinu, otpornosti na koroziju u raznim agresivnim sredinama, doveli su do stvaranja novih legura željeza koje sadrže Cr, Ni, Si, Mo, W, itd.

Trenutno, legure gvožđa obuhvataju: ugljenične čelike, liveno gvožđe, legirane čelike koji pored ugljenika sadrže i druge elemente i čelike sa posebnim fizičkim, hemijskim i mehaničkim svojstvima.

Osim toga, posebne legure željeza, koje se nazivaju ferolegure, koriste se za uvođenje legirajućih elemenata u čelik.

U tehnologiji se legure željeza obično nazivaju crnim metalima, a njihova proizvodnja se naziva crna metalurgija.

Lijevano željezo se razlikuje od čelika po većem sadržaju ugljika i svojim svojstvima. Krt je, ali ima dobra svojstva livenja. Liveno gvožđe je postalo jeftinije. Većina sirovog željeza se prerađuje u čelik.

Elementi koji se posebno unose u čelik radi promjene njegovih svojstava nazivaju se legirajućim elementima, a čelik koji sadrži takve elemente naziva se legiranim. Najvažniji legirajući elementi su Cr, Ni, Mn, W, Mo. Toplotno otporne legure na bazi nikla (nikrom koji sadrži nikl i hrom i druge) se široko koriste.

Legure bakra i nikla (kupronikl i druge) koriste se za izradu kovanog novca, nakita i predmeta za domaćinstvo.

Niklovanje metala daje im prekrasan izgled.

Spisak korišćene literature:

1. "Kratka hemijska enciklopedija".

(izdavačka kuća "Sovjetska enciklopedija", 1963.)

2. M.Kh. Karapetjanc, S.I. Drakin - "Opća i neorganska hemija"

(Izdavačka kuća "Hemija", 1981.)

3. N.A. Glinka - "Opća hemija"

(Izdavačka kuća "Hemija", 1975.)

4. Priručnik "Štetne hemikalije, neorganska jedinjenja elemenata V-VIII grupa".

(Izdavačka kuća "Hemija", 1989.)

5. V.A. Isidorov - "Uvod u hemijsku ekotoksikologiju"

("Himizdat", 1999.)

Gvožđe je važan element u tragovima za ljudsko zdravlje, čija se važnost ne može precijeniti, jer je dio sedamdeset enzima koji štite stanice tijela. Ovaj metal je najvažnija biološki aktivna supstanca, koja ima sposobnost brzog redukcije i oksidacije.

Gvožđe je uključeno u transport kiseonika u krvi

Gvožđe u ljudskom tijelu odgovorno je za "proizvodnju" krvnog hemoglobina, koji normalizira ishranu tkiva, sistema i organa. To je zbog poboljšane cirkulacije krvi, čime se održava aktivnost i zdravlje tijela.

Održavanje imunološkog sistema;
Povećana fizička aktivnost;
Jačanje koštanog tkiva;
Normalizacija cirkulacije krvi;
Održavanje rada štitne žlijezde;
Održavanje i obnavljanje centralnog nervnog sistema.

U ljudskom tijelu ima vrlo malo željeza, ali uprkos tome, mnoge funkcije su nemoguće bez njega. Glavna uloga minerala je proizvodnja bijelih (limfociti) i crvenih (eritrociti) krvnih stanica. Limfociti su odgovorni za imunitet, a crvena krvna zrnca opskrbljuju krv kisikom.

Gvožđe ulazi u organizam direktno sa hranom. U hrani životinjskog porijekla ovaj mineral se nalazi u lako probavljivom obliku. Postoji i biljna hrana bogata gvožđem, ali telo teže apsorbuje element u tragovima iz takvih izvora.

Gvožđe ulazi u probavni trakt, gdje na njega djeluje želudačni sok, uslijed čega se apsorbira. Apsorpcija mikroelementa se vrši direktno u duodenumu, kao iu gornjem dijelu tankog crijeva. Na taj način željezo ulazi u krvotok, gdje se vezuje za proteine i zajedno s krvotokom prenosi se u potrebne dijelove tijela.

Koja hrana sadrži gvožđe

100 grama mesa sadrži 2-3 mg gvožđa

Askorbinska kiselina, sorbitol, fruktoza i jantarna kiselina obezbeđuju bolju apsorpciju gvožđa u organizam. Protein soje, naprotiv, inhibira apsorpciju ovog minerala, što ukazuje na potrebu isključivanja proizvoda iz prehrane s nedostatkom željeza u tijelu. Čaj i kafa sadrže čestice koje negativno utiču na proces apsorpcije mikroelemenata, pa iskusni nutricionisti preporučuju pijenje sokova nakon jela, što povoljno utiče na apsorpciju gvožđa u ćelijama probavnog sistema.

Životinjski izvori gvožđa

Mesni proizvodi - teletina, govedina, svinjetina, zečetina, ćuretina;
Iznutrice - jetra;
Plodovi mora - školjke, puževi, ostrige;
Riba - skuša, ružičasti losos;
Žumance.

Biljni izvori gvožđa

Žitarice - integralne ovsene pahuljice, heljda;
Mahunarke - crveni pasulj;
Povrće - cvekla, celer, karfiol, paradajz, bundeva;
Voće - jabuke, kruške, kajsije, grožđe, smokve, breskve;
Sušeno voće - suhe kajsije, suhe šljive, urme, grožđice, kruške, jabuke;
Bobičasto voće - kupine, borovnice, jagode;
orasi.

Dnevni unos gvožđa

Od ukupne količine gvožđa koja ulazi u organizam hranom, apsorbuje se samo 10%. To je zbog činjenice da se različiti proizvodi koji sadrže ovaj mineral različito apsorbiraju. Kod proizvoda životinjskog porijekla, element u tragovima se apsorbira mnogo brže i bolje. Dnevna norma gvožđa određuje se za svaku osobu pojedinačno, što zavisi od njegovog načina života i starosti.

Dnevna vrijednost za djecu

Organizmu djeteta potrebno je 5-15 miligrama, ovisno o starosnoj grupi, što je dijete starije, potrebno mu je više minerala.

Dnevna vrijednost za žene

Ženskom tijelu sa zdravim načinom života i dobrom ishranom potrebno je 20 mg gvožđa. U trudnoći iu postporođajnom periodu potreba za mineralom se povećava i iznosi 30 miligrama dnevno.

Dnevna vrijednost za muškarce

Muškom tijelu je potrebno 10 do 15 miligrama željeza. Potreba za ovim elementom u tragovima raste s fizičkim naporom i zloupotrebom alkoholnih pića i pušenjem.

Nedostatak gvožđa u organizmu

Nedostatak gvožđa u ljudskom organizmu javlja se u sledećim slučajevima:

Period trudnoće, rasta tijela i laktacije također mogu dovesti do nedostatka gvožđa. Nedostatak minerala može se razviti nakon zaraznih bolesti, kao i patoloških poremećaja crijevne flore.

Nedostatak mesnih prerađevina u prehrani i prevlast korijenskih usjeva i krumpira dovode do ozbiljnih problema povezanih s nedostatkom mikroelemenata.

Posljedice nedostatka gvožđa

Razvoj mišićne slabosti i kratkog daha;
Suvoća kože;
Prerano pojavljivanje bora;
Krhkost kose i noktiju;
oštećenje pamćenja;
Pretjerana razdražljivost;
Pospanost;
Smanjena sposobnost koncentracije.

Osobe koje pate od nedostatka gvožđa u organizmu karakteriše bleda koža i sklonost nesvesticama i česte vrtoglavice.

Višak gvožđa u organizmu

Višak gvožđa u tijelu također dovodi do neugodnih posljedica, jer ovaj mikroelement ima sposobnost da se akumulira u unutrašnjim organima osobe: srcu, jetri, gušterači. Takva akumulacija može dovesti do oštećenja tkiva unutrašnjih organa, kao i do kršenja njihovih fizioloških funkcija.

Video sa interneta

Razlozi za predoziranje

Povećana apsorpcija željeza u crijevima;
Neki nasljedni faktori;
Masivna transfuzija krvi;
Nekontrolisana upotreba preparata koji sadrže gvožđe.

Preparati koji sadrže gvožđe

Preparati gvožđa su grupa lekova koji sadrže soli i komplekse jedinjenja mikroelemenata ili njihove kombinacije sa drugim mineralima. U osnovi, ovi lijekovi se koriste za prevenciju i liječenje anemije uzrokovane nedostatkom željeza.

Lijekove koji sadrže ovaj mineral treba propisati ljekar nakon provođenja potrebnih pretraga. Samostalna primjena željeza u obliku lijekova može uzrokovati veliku štetu zdravlju.

Pravila za uzimanje preparata gvožđa

Popijte malu količinu vode;
Nemojte uzimati oralno sa preparatima kalcijuma, tetraciklinima, hloramfenikolom, kao ni antacidima (almagel, fosfalugel itd.);
Nemojte povećavati dozu čak ni nakon preskakanja doze.

Nuspojave od uzimanja preparata gvožđa izražavaju se u vidu crvenila kože, mučnine, smanjenog apetita, zatvora ili dijareje, crevnih kolika i podrigivanja. U tom slučaju treba prekinuti upotrebu lijekova.

Posebnu pažnju prilikom uzimanja lijekova ovog minerala treba obratiti u djetinjstvu, jer predoziranje željezom (300 miligrama dnevno) može biti fatalno.

Trenutno su najpopularniji sledeći preparati gvožđa, koji imaju najprecizniju dozu minerala i imaju minimum nuspojava na organizam:

Conferon (Conferon) - mađarske proizvodnje, izdanje 50 kapsula, od kojih svaka sadrži natrijum dioktilsulfosukcinat - 35 mg i željezo (II) sulfat - 250 mg svaka (50 miligrama elementarnog željeza). Natrijum podstiče apsorpciju gvožđa u organizam i povećava njegovu terapeutsku efikasnost. Propisuje se kod anemije uzrokovane nedostatkom željeza različite etiologije.
Feracryl (Feracrylum) - sadrži nepotpunu željeznu sol poliakrilnih kiselina. Proizvodi se u obliku staklastih krhkih ploča žute ili tamno smeđe boje. Teško se rastvara u vodi. Koristi se za stvaranje ugrušaka s proteinima krvi. Koristi se kao lokalni hemostatik.
Ferum Lek (Ferrum Lek) - preparat gvožđa za intravenske i intramuskularne injekcije, jugoslovenske proizvodnje. Izračunavanje doze lijeka vrši se za svakog pacijenta pojedinačno.
Hemostimulin (Haemostimulinum) - propisuje se za stimulaciju krvarenja i liječenje hipohromne anemije različite etiologije. Proizvedeno u obliku tableta. Sadrži željezni laktat u količini od 0,246 grama.

Gvozdeni minerali plutaju pod uticajem reagensa - naftenske oleinske kiseline, natrijum oleata, tečnog stakla; Nedavno se uspješno koristi oksidirani kerozin. Za flotaciju ruda mangana koriste se reagensi: oleinska kiselina, sojino ulje, sapun, rastvorljivo staklo, soda.
Razlikuje se od ostalih željeznih minerala po višnje-crvenoj liniji ostavljenoj na neglaziranom porculanu. Hematit je hemijski otporan mineral koji stvara moćna ležišta željezne rude, koja je vrijedna sirovina za proizvodnju željeza i čelika. Poznata nalazišta hematitnih ruda nalaze se na području Kurske magnetne anomalije, na sjevernom Uralu, u Ukrajini.
U kaolinu su uvijek prisutni slobodni željezni minerali koji imaju indeks prelamanja 2 2 - 2 4 i intenzivno su obojeni, što čak i sa malim sadržajem daje kaolinu široku paletu nijansi od svijetložute do smeđe i crveno-smeđe. Na optička svojstva kaolina također u velikoj mjeri utiču minerali titanijuma, koji čak i u malim količinama (ne više od 1%) mogu uticati na njegovu kvalitetu.
Visok sadržaj kvarca, kao i željeznih minerala i drugih nečistoća, umanjuje kvalitetu vatrostalnih glina i kaolina, što u nekim slučajevima zahtijeva njihovo obogaćivanje.
Prema mineraloškom sastavu, glavni dio mulja čine željezni minerali: hematit, magnetit, kalcijum ferit i pirit, tu su i kvarc, silikati, karbonati (kreč) i fragmenti zrna organskog porijekla - koksi. Najčešći mineral je hematit. Zrna hematita imaju nepravilan oblik, njihova veličina varira od frakcija mikrona do 0,15 mm, u prosjeku 0,03 mm. Hematit je uglavnom zastupljen slobodnim zrnima, rjeđe su izrasline hematita i kvarca, kao i sitna zrna hematita cementirana staklastim vezivom (olivin). Rezidualni magnetit je uočen u najvećim zrnima hematita. Nema slobodnih zrna magnetita.
Stene željezne rude obično su obojene u smeđu, žuto-smeđu, zelenkasto-smeđu boju, u zavisnosti od boje minerala gvožđa koji ih sačinjavaju.
Obično sadrže, uz naznačene okside kalija i natrijuma, razne nečistoće, od kojih su najštetniji oksidi željeza, sumporni pirit i željezni minerali, koji feldspatima daju žutu ili ružičastu boju. Feldspat povećava otpornost gleđi, povećava njenu hemijsku otpornost i povećava njenu neprozirnost u prisustvu fluorita i natrijevog silikofluorida. Prilikom topljenja emajla, veličina brušenja ima vrlo važnu ulogu. Što je spar više zdrobljen, to se smjesa lakše topi.
Među nečistoćama su i silicijum u obliku kvarca i opala, rjeđe kalcedon, titanov dioksid u obliku rutila i ilmenita, željezo u obliku raznih ferruginskih minerala: limonit, hematit, siderit itd. Neki kaolini sadrže minerale gibzit i dijaspore, zbog čega imaju visok sadržaj aluminijum oksida.
Osim toga, u otopinu gline se dodaju specijalna sredstva za ponderiranje kako bi se njegova gustina dovela na 1 6 - 2 0 kg/dm3 umjesto 1 2 za konvencionalnu otopinu. Kao ponderi koriste se minerali željeza (magnetit, hematit), barit, koncentrat prašine iz visokih peći. Takvo rješenje s utezima koristi se u slučaju da se tlak u bušotini pokaže nenormalno visokim ili u zoni blizu dna otopina počinje biti zasićena plinom ili uljem koji se probija u njega.
Izvor željeza su kristalne stijene koje sadrže brojne željezne minerale. Tokom procesa trošenja, gvožđe prelazi u hidroksid i transportuje se vodom u obliku mehaničke suspenzije i koloida gvožđe hidroksida. Djelomično se transfer vrši u obliku sulfata i bikarbonata obojenog željeza. Ovako dovedeno željezo raspoređuje se u vodnim tijelima prema zakonima mehaničke diferencijacije u skladu sa hidrodinamikom sliva. Budući da su suspendirane čestice i koloidi mali, najveće (Clarke) količine željeza se primjećuju u glini; padavine.
Volastonit se uglavnom nalazi u mramornim krečnjacima ili u krečnjačkim škriljcima. Kao nečistoće prate ga kvarc, željezni minerali, krečnjački granati, diopsid, vesuvian i drugi minerali.
Najpogodniji za identifikaciju uslova ili fluktuacija redoks situacije su željezni minerali široko rasprostranjeni u prirodi, a za identifikaciju reakcije okoline, minerali glinene grupe i karbonatni minerali.
Prema sažetku koji je sastavio E. M. Bonshtedt, nalazišta nefelina SSSR-a klasificiraju se na sljedeći način. Ogromne akumulacije Khibiny tundre ovdje su od neosporne industrijske važnosti: 1) nefelinski pijesak, opran i u velikoj mjeri pročišćen od željeznih minerala, proizvodi mašinstva. Imadra između ul. Khibiny i Imandra, komponujući Veliki i Mali pješčani jastuk; prema P. A. Borisovu, ukupna rezerva nefelinskog pijeska je do 900.000 tona; sadrže do 60 - 70% nefelina; hemijski Odvojene karike ovog luka su moćni upadi Kuelspor i Poris-Chorra. Mineraloški sastav ovih stijena dat je u tabeli. 3 (prema V.
Karakteristike glinenih sirovina prema sadržaju finih frakcija (prema GOST 9169-75.
Prema veličini krupnozrnih inkluzija, gline se dijele na grupe s malim inkluzijama (manje od 1 mm), srednje - od 1 do 5 mm, velike - preko 5 mm. Prema vrsti inkluzija velikih dimenzija, gline se dijele na grupe sa uključivanjem fragmenata stijena (granit, škriljevci, kvarciti itd.); željezni minerali; gips; karbonati (kalcijum, dolomit, itd.); organskih ostataka i uglja. U zavisnosti od sadržaja slobodnog kvarca, glinene sirovine se dele na grupe sa niskim (do 10%), srednjim (preko 10 do 25%) i visokim (preko 25%) sadržajem kvarca.
Željezne stijene uključuju željezne rude sedimentne geneze, oksidne, karbonatne, silikatne i razne ferruginozne formacije - oršteine, orzande, kao i pješčane naslage bogate željeznim mineralima.
Koeficijenti selektivnosti (A parovi kationa teškog metala - Ca2 (prema V.S. Gorbatovu. Tokom oksidativnog trošenja i formiranja tla u biosferi se formiraju i akumuliraju minerali gvožđa (III), uglavnom oksidi i hidroksidi, slabo rastvorljivi i geohemijski relativno inertni. Mnogi minerali gvožđa (II) nalaze se u tlu ) i gvožđa (III), uključujući okside: hematit Fe2O3, magnetit FeO Fe2O3; maghemit Fe2O3; hidroksidi: getit FeOOH, limonit 2Fe2O3 ZH2O; sulfidi; kiseli ferruginozni minerali: jarozit [NaKF jarozit6OH 12 (SO4) 4l, feronatrit [Na3Fe (SO4) 3 ZH2O], fosfati, silikati, gvožđe arsenati, organska jedinjenja gvožđa, amorfni precipitati hidroksida.
U proterozojskoj fazi, koja je trajala 1 -: 15 milijardi godina, vulkanska aktivnost je bila manje intenzivna, razni sedimenti su se akumulirali u okeanima i morima. U nekim proterozojskim bazenima intenzivno su se razvijali različiti organizmi (npr. bakterije koje talože željezo, alge itd.), zahvaljujući kojima su sedimenti obogaćeni željezom ili karbonatima. Zato se u proterozojskim naslagama nerijetko nalaze željezni minerali (rude i željezni) kvarciti Kurske magnetske anomalije, Kanada itd., često se nalaze debeli slojevi krečnjaka, često algi i dolomita, a ponekad i međuslojevi šungita - prototip budući ugalj. U mnogim dijelovima svijeta, proterozojske naslage su potopljene do velike dubine, jako deformirane i prožete usijanom magmom, uslijed čega su u velikoj mjeri izmijenjene i pretvorene u gnajsove, kvarcite i druge metamorfne stijene.
Konvencionalno mehaničko obogaćivanje ne daje visokokvalitetne koncentrate iz takvih proizvoda u kombinaciji sa zadovoljavajućim oporavkom. Iako je malo vjerovatno da su iscrpljene sve mogućnosti mehaničkog obogaćivanja željeznih mineralnih mješavina, treba pretpostaviti da je rješenje ovog pitanja vrlo teško i da će zahtijevati dugotrajno istraživanje fundamentalno novih metoda zasnovanih na suptilnoj upotrebi razlika u fizička i fizičko-hemijska svojstva željeznih minerala. U ovim uslovima od posebnog su značaja metode selektivnog rastvaranja ferruginskih minerala uz očuvanje vrednih minerala retkih metala u nerastvorljivom ostatku.
U obliku nasumičnih nečistoća, metalno željezo ulazi u rudu tokom bušenja ili uzorkovanja i mljevenja uzorka. Ako željezna ruda ne sadrži magnetit, maghemit, pirotit ili druge minerale s magnetskim svojstvima, metalno željezo se može ukloniti iz rude pomoću magneta. Treba imati na umu da brojni željezni minerali, kao što su, na primjer, hematit (martit i željezni sjaj), getit, hidrogoetit, hidrohematit i neki drugi, imaju sposobnost magnetiziranja u elektromagnetnom polju.
Uzyanbash, pronađena je i manganska mineralizacija ovog tipa. Ovdje, na istočnoj strani istog autoputa, p.p. Sermenevo-Askarovo je otkrivena glinovito-šljunkovita eluvijalna kora trošenja, vjerovatno na kvarcnim alevrima i kvarcit-pješčarima. Rastresite naslage imaju svijetlu žućkasto-smeđu boju, što ukazuje na povećan sadržaj minerala željeza u izvornim stijenama. U eluvijalnim fragmentima ležišta domaćina često se nalaze naslage oksida mangana, a ponekad i mali komadi venama diseminiranih do kontinuirane manganove rude.
Naravno, u pijesku se mogu naći i druge kamene tvari nepromijenjene vodom ili teško promjenjive vodom, ali budući da su ove potonje manje ili više podložne promjenama tokom produženog djelovanja vode, nije rijetkost da pijesak sadrže samo skoro čisti kvarc. Običan pijesak od primjesa stranih minerala ima žutu ili crvenkasto-smeđu boju, ovisno o željeznim mineralima i željeznoj glini. Najčišći pijesak, ili tzv. kvarcni pijesak, nailazi se, međutim, prilično rijetko i odlikuje se bezbojnošću i činjenicom da, razmućen vodom, ne daje zamućenje, što pokazuje primjesu gline; kada se spaja sa bazama, daje bezbojno staklo, zbog čega je vrijedan materijal za proizvodnju stakla.
Nefelin ulazi u sastav ovih stijena kao bitan dio; u proizvodnji apatitnih koncentrata dobija se jalovina sa sadržajem od 70 - 75% nefelina. Urtitne i jolitne vene se takođe nalaze u manje istraženoj tundri Lovozero; vene nefelinske stene nalaze se i na obali Belog mora, na poluostrvu Turie, u zalivu Češka, itd. Drugo područje akumulacije nefelinskih stena je južni Ural, gde nefelinski sijeniti-miaskiti sačinjavaju meridionalni pojas od cca. . Ilmenske planine, Trešnje planine itd. U sastavu miaskita, nefelin je samo 20 - 25% sa prilično visokim sadržajem obojenih željeznih minerala; dakle praktično.
To se može utvrditi samo mineraloškom analizom, direktnim proučavanjem autigenih minerala u tankim slojevima, što omogućava da se otkrije cjelokupni tok formiranja autentičnih minerala i na taj način utvrdi promjena geohemijskih uvjeta u različitim fazama litogeneze. Stoga podatke hemijske analize treba tumačiti samo u sprezi sa podacima mineraloških i petrografskih studija. Uzimajući ovo u obzir, a također koristeći ogroman činjenični materijal o naftnim i plinskim regijama Uzbekistana, mi (A. M. Akramkhodzhaev i X. Kh. Avazkhodzhaev) predložili smo da razlikujemo šest tipova geohemijskih postavki, određenih odnosom reaktivnih oblika željeza , singenetski i dijagenetski minerali gvožđa i sadržaj rezidualnog OM .
Međutim, postoje trenuci kada je tlak plina ili ulja mnogo veći od hidrostatskog tlaka za datu dubinu. Da bi se spriječilo šikljanje, u tim slučajevima se koriste utegnute glinene otopine. Da biste to učinili, u otopinu se dodaju fino mljevene tvari visoke gustoće. Takve tvari uključuju željezne minerale magnetit i hematit, koncentrat prašine visoke peći i barit.
Istovremeno, upoređujući karakteristike magnetnog i gravitacionog polja, može se uočiti da ovo područje karakterišu intenzivne negativne gravitacione anomalije, a područje južnoapšeronske depresije ima regionalni, gravitacioni, negativni ekstrem. Čini se da sve ovo ne ide u prilog razvoju gustih magnetno aktivnih tijela ovdje u podnožju sedimentnog dijela i zahtijeva traženje drugog objašnjenja za slabo pozitivno polje u Južnom Kaspijskom moru. Kao takav, može se razmotriti utjecaj povećanog sadržaja magnetno aktivnih, prvenstveno željeznih minerala u sastavu nekonsolidovanog pjeskovito-ilovastog odsjeka kenozoika Južnokaspijske depresije. Indirektni dokaz za to su geohemijske karakteristike modernih sedimenata dna, koje pokazuju povećan sadržaj plastičnog magnetita i titanomagnetita u pijesku i željeznih minerala u glinovitim stijenama, kao i povećan sadržaj željeza u ostacima pepela nafte u Južnom Kaspijskom moru. , od kojih bi neke mogle biti zarobljene tekućinom iz stena.
Prisustvo metalnog željeza u željeznoj rudi je vrlo rijedak fenomen. U obliku prirodnog gvožđa (palazita), nalazi se u nekim magmatskim naslagama. U obliku nečistoće, metalno gvožđe ulazi u rudu tokom bušenja ili uzorkovanja i mlevenja uzorka. Ako željezna ruda ne sadrži magnetit, maghemit, pirotin ili druge minerale koji imaju magnetna svojstva, metalno željezo se može ukloniti iz rude pomoću magneta. Treba imati na umu da se u elektromagnetnom polju magnetiziraju brojni željezni minerali, kao što su hematit (martit i željezni sjaj), getit, hidrogoetit, hidrohematit i neki drugi. U takvim slučajevima, metalno željezo se ne može ukloniti magnetom i mora se odrediti zajedno sa FeO i Fc20s, kao što je navedeno u nastavku.

Wöhler je izvršio niz važnih studija o titanijumu, ovom vrlo uobičajenom elementu u zemljinoj kori, ogromnom praktična vrijednost koji se pojavljuje samo u našem vremenu. Otkriće titanijuma prvenstveno se vezuje za ime vrsnog mineralnog analitičara W. Gregora, koji je 1789. godine utvrdio da je u rutilu prisutan do tada nepoznat element. Klashchrot je 1795. godine otkrio da neki ferruginalni minerali sadrže novu zemlju - titanov oksid. Ime elementa dao je Klaproth.
Sljedeća faza prospekcije i istraživanja, usmjerena uglavnom na potragu za dubokim nalazištima nafte i plina u južnoj, centralnoj i sjevernoj zoni, dovela je do otkrića polja Niyazbek u Ter-gachi. Potraga za dubokim i ultra-dubokim akumulacijama nafte i plina povezana je s glavnim izgledima za potencijal nafte i plina Ferganske depresije. NAFTNO POLJE FEREIDUN-MARDJAN - nalazi se u vodama Perzijskog zaliva na granici Saudijske Arabije i Irana, severoistočno od polja Zuluf, na spustu Centralnoarapskog uzvišenja i ograničeno je na kupolu dimenzija 24 X X 24 km. Naftonosni su i pješčari burganske svite. FEROLITI - hemogene stijene, 50% ili više sastavljene od raznih željeznih minerala.
Sljedeća faza prospekcije i istraživanja, usmjerena uglavnom na potragu za dubokim nalazištima nafte i plina u južnoj, centralnoj i sjevernoj zoni, dovela je do otkrića polja Niyazbek i Ter-gachi. Potraga za dubokim i ultra-dubokim akumulacijama nafte i plina povezana je s glavnim izgledima za potencijal nafte i plina Ferganske depresije. NAFTNO POLJE FEREIDUN-MARDJAN - nalazi se u vodama Perzijskog zaliva na granici Saudijske Arabije i Irana, severoistočno od polja Zuluf, na spustu Centralnoarapskog uzvišenja i ograničeno je na kupolu dimenzija 24 X X 24 km. Naftonosni su i pješčari burganske svite. FEROLITI - - hemogene stijene, 50% ili više sastavljene od različitih željeznih minerala.
Serpentiniti imaju mrežastu i petljastu strukturu. U prvom slučaju, oni se sastoje od klinastog y-lizardita, koji se dobro dijagnosticira negativnim izduženjem. Praznine između klinova y-lizardita popunjene su izotropnim serpofitom. Petljasta struktura je karakteristična za a-lizardite. Serpentiniti takođe sadrže krizotil. Sklon je popunjavanju pukotina i kasnija je formacija. Prema A.A. Aleksejev /1976/, serpentiniti Kirjabinskog masiva sastavljeni su od više željeznih minerala u odnosu na slične stijene kompleksa Birsa.
Preračunavanje hemijske analize flogopit iz flogopitnih naslaga je pokazao da je povećanje sadržaja ne samo FeO, već i Fe2O3 praćeno smanjenjem sadržaja magnezija i povećanjem sadržaja glinice (Korzhinsky, 1945b, str. Uz pretpostavku da je jedno željezo gvožđe izomorfna sa magnezijumom, tačke sastava flogopita se u većoj meri raspršuju. Neki autori su sugerisali da bi u početku svo gvožđe gvožđe-magnezijskih liskuna, kao i rogovi i neki pirokseni, mogli biti u gvozdenom stanju, izomorfnom sa magnezijumom, a zatim oksidacija dijela željeza sa smanjenjem temperature.Fe/Mg u (MgFe) grupi dovodi do promjene sastava ovih minerala u odnosu na ostale komponente, a posebno kod flogopita dovodi do povećanja sadržaja glinice. Ovo nas lišava mogućnosti preciznog prijenosa u jednom dijagramu (sl. za naslage flogopita, koji se javljaju među više željeznim stijenama, na primjer, među piroksenskim amfibolitima, ne samo da su karakteristični više željeznih minerala, već se mijenjaju i paragenetski omjeri minerala. Naime, umjesto diopsidne asocijacije, skapolit flogopit (sl.

Geohemija gvožđa

učenik 9 "B" razreda

Raevsky Georgije

Gvožđe nije samo najvažniji metal prirode oko nas, ono je osnova kulture i industrije, ono je oruđe rata i mirnog rada. I teško je naći još jedan element u čitavom periodnom sistemu koji bi bio toliko povezan sa prošlošću, sadašnjošću i budućim sudbinama čovečanstva.

Akademik Aleksandar Evgenijevič Fersman, istaknuti sovjetski geohemičar, mineralog, geograf i putnik

Šta je geohemija?

Rimski eruditski pisac, autor "Prirodne istorije" Plinije Stariji je napisao: "Rudnici željezne rude pružaju čovjeku najizvrsnije oruđe. Jer ovim oruđem sečemo zemlju, obrađujemo plodne bašte i, sekući divlju lozu grožđem, svake godine ih teramo da pokleknu. Ovim alatom gradimo kuće, razbijamo kamenje i koristimo željezo za sve takve potrebe.

Minerali, uključujući i željezo, bili su cijenjeni ne samo na početku kršćanske ere, u doba Plinija. U našem veku, nezamislivom bez naučnog i tehničkog razvoja i razvijene industrije, njihov značaj je još više porastao. Ali da bi čovječanstvo primilo potrebne elemente u dovoljnim količinama, oni moraju biti stalno minirani. A za to morate znati obrasce distribucije hemijskih elemenata na planeti Zemlji.

Proučavanjem ovih obrazaca bave se različite nauke, među kojima vodeće mjesto zauzima geohemija - nauka o hemijskom sastavu Zemlje, zakonima raspodjele elemenata i njihovih izotopa, te procesima formiranja stijena, tla. i prirodne vode. (Ako nekoga zanima, nauka kosmohemija se bavi istim istraživanjem u vanzemaljskom prostoru). Budući da su hemijski elementi sadržani u zemljinoj kori u obliku ruda i minerala, geohemija je, s jedne strane, sestra hemije, as druge strane, u bliskom je kontaktu sa geologijom. A jedno od glavnih područja geologije je proučavanje distribucije minerala u zemljinoj kori. Stoga se geohemija često smatra svojevrsnim hibridnim naučnim poljem koje je nastalo na granici geologije i hemije. Dakle, ova „jednačina“ će biti delimično tačna: „geohemija = geologija + hemija“ – ali samo delimično.

Termin "geohemija" pojavio se u poslednjoj četvrtini 19. veka. Pretpostavlja se da ga je u naučnu upotrebu uveo jedan od prvih profesionalnih geohemičara, američki naučnik Frank Clark (1847-1931), koji se naziva ocem geohemije.

Izvanredni ruski naučnik V. I. Vernadsky s pravom se smatra jednim od osnivača moderne geohemije. On je 1927. godine ovako dešifrovao sadržaj ove nauke: „Geohemija proučava hemijske elemente, odnosno atome zemljine kore i, koliko je to moguće, cele planete. Proučava njihovu istoriju, njihovu distribuciju i kretanje u prostor-vremenu, njihove genetske odnose na našoj planeti.”

Trenutno je najčešći pogled na predmet i sadržaj geohemije sledeći: savremena geohemija proučava distribuciju i sadržaj hemijskih elemenata u mineralima, rudama, stenama, tlima, vodama i atmosfersku cirkulaciju elemenata u prirodi na osnovu svojstava. njihovih atoma i jona.

Gvožđe je jedan od najčešćih elemenata u Sunčevom sistemu, posebno na zemaljskim planetama, posebno na Zemlji. Značajan dio željeza zemaljskih planeta nalazi se u jezgri planeta, uključujući i Zemlju, gdje njegov sadržaj dostiže 90%. Sadržaj gvožđa u zemljinoj kori je od 4 do 5%, au plaštu oko 12%. Od metala, gvožđe je drugo posle aluminijuma po obilju u kori. Istovremeno, oko 86% ukupnog gvožđa nalazi se u jezgru, a 14% u plaštu.

Sadržaj željeza značajno raste u magmatskim stijenama osnovnog sastava, gdje je povezano sa piroksenom, amfibolom, olivinom i biotitom. U industrijskim koncentracijama, gvožđe se akumulira tokom gotovo svih egzogenih i endogenih procesa koji se odvijaju u zemljinoj kori. U morskoj vodi, željezo se nalazi u vrlo malim količinama od 0,002 - 0,02 mg/l. U riječnoj vodi je nešto veća - 2 mg / l.

Gvožđe igra važnu ulogu u biosferi, budući da je atom gvožđa deo hemoglobina, proteina crvenih krvnih zrnaca u višim organizmima. Hemoglobin je uključen u isporuku kiseonika u tkiva i ćelije.

Vjeruje se da je željezo, zajedno sa niklom, kobaltom i kisikom (prema drugoj teoriji, vodonikom) dio Zemljinog jezgra. Pritisak u centru Zemlje je kolosalan (oko 3 miliona atmosfera), a svojstva ovih elemenata, uključujući i željezo, trebala bi postati neobična. Naučnici vjeruju da pod takvim kompresijama vodonik postaje metal, a elektronska struktura željeza i drugih metalnih atoma (prvenstveno vanjskih elektronskih omotača) može se jako promijeniti. Međutim, iako su pisci naučne fantastike već mnogo puta opisali putovanje do centra Zemlje, ne možemo direktno proučavati sastav Zemljinog jezgra: geohemičari o tome procjenjuju na osnovu indirektnih podataka.

Geohemijska svojstva gvožđa

Najvažnija geohemijska karakteristika gvožđa je prisustvo nekoliko oksidacionih stanja. Gvožđe u neutralnom obliku - metalno - čini jezgro Zemlje, moguće prisutno u omotaču i vrlo retko se nalazi u zemljinoj kori. Gvozdeno gvožđe FeO je glavni oblik gvožđa u omotaču i zemljinoj kori. Oksid željeza Fe2O3 karakterističan je za najgornje, najviše oksidirane dijelove zemljine kore, posebno za sedimentne stijene.

U pogledu kristalno-hemijskih svojstava, ion Fe2+ je blizak ionima Mg2+ i Ca2+, drugim glavnim elementima koji čine značajan dio svih kopnenih stijena. Zbog njihove kristalno-hemijske sličnosti, gvožđe zamenjuje magnezijum i, delimično, kalcijum u mnogim silikatima. Sadržaj gvožđa u mineralima promenljivog sastava obično raste sa smanjenjem temperature.

minerali gvožđa

U zemljinoj kori gvožđe je široko rasprostranjeno - čini oko 4,1% mase zemljine kore (4. mesto među svim elementima, 2. među metalima). U omotaču i zemljinoj kori gvožđe je koncentrisano uglavnom u silikatima, dok je njegov sadržaj značajan u bazičnim i ultrabazičnim stenama, a nizak u kiselim i srednjim stenama.

Poznat je veliki broj ruda i minerala koji sadrže željezo. Rude su prirodni minerali koji sadrže željezo u takvim količinama i spojevima, u kojima je industrijska ekstrakcija metala iz njih ekonomski izvodljiva. Sadržaj željeza u industrijskim rudama varira u širokom rasponu - od 16 do 70%. U zavisnosti od hemijskog sastava, željezne rude se koriste za topljenje željeza u prirodnom obliku ili, ako sadrže manje od 50% Fe, nakon obogaćivanja. Većina željeznih ruda se koristi za topljenje željeza, čelika i ferolegura. U relativno malim količinama koriste se kao prirodne boje (oker) i sredstva za utezanje za isplake.

Od najvećeg praktičnog značaja su ruda crvenog željeza (hematit, Fe2O3; sadrži do 70% Fe), magnetna željezna ruda (magnetit, FeO.Fe2O3, Fe3O4; sadrži 72,4% Fe), ruda smeđeg željeza ili limonit (getit i hidrogoetit i hidrogoetit, odnosno FeOOH i FeOOH nH2O). Getit i hidrogoetit se najčešće nalaze u kori trošenja, formirajući takozvane "gvozdene kape", čija debljina dostiže nekoliko stotina metara. Mogu biti i sedimentnog porijekla, ispadati iz koloidnih otopina u jezerima ili priobalnim područjima mora. U tom slučaju nastaju oolitske, ili mahunarke, željezne rude. Često sadrže vivijanit Fe(3PO4)2 8H2O, koji ima oblik crnih izduženih kristala i radijalno blistavih agregata.

U prirodi su rasprostranjeni i željezni sulfidi - pirit FeS2 (sumpor ili željezni pirit) i pirotit. Nisu željezna ruda - pirit se koristi za proizvodnju sumporne kiseline, a pirotin često sadrži nikal i kobalt.

Ostali uobičajeni minerali gvožđa su:

· Siderit - FeCO3 - sadrži približno 35% gvožđa. Ima žućkasto-bijelu (sa sivom ili smeđom nijansom u slučaju kontaminacije) boju.

Markazit - FeS2 - sadrži 46,6% gvožđa. Javlja se u obliku žutih, poput mesinga, bipiramidalnih rombičnih kristala.

Lolingit - FeAs2 - sadrži 27,2% gvožđa i javlja se kao srebrno-beli bipiramidalni rombični kristali.

Mispikel - FeAsS - sadrži 34,3% gvožđa. Javlja se kao bijele monoklinske prizme.

Melanterit - FeSO4 7H2O - je rjeđi u prirodi i predstavlja zeleni (ili sivi zbog nečistoća) monoklinski kristal staklastog sjaja, lomljiv.

Vivijanit - Fe3(PO4)2 8H2O - javlja se kao plavo-sivi ili zeleno-sivi monoklinski kristali.

Zemljina kora sadrži i druge, manje uobičajene minerale željeza, na primjer:

Glavna nalazišta željezne rude

Glavna nalazišta gvožđa nalaze se u Australiji, Brazilu, Venecueli, Indiji, Kanadi, Liberiji, Rusiji, SAD, Francuskoj, Švedskoj.

Po rezervama željezne rude Rusija zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu.

Glavna ležišta željezne rude na geološkoj karti svijeta

Zanimljiva geohemijska činjenica:

Vrlo malo elemenata se pojavljuje u prirodi u slobodnom obliku. U ovom obliku nazivaju se domaćim. Metali i većina nemetala se vrlo lako spajaju s drugim elementima, posebno kisikom. Stoga su u zemljinoj kori gotovo uvijek u vezanom obliku, kao dio raznih jedinjenja. Gvožđe je vrlo aktivan element, lako se oksidira, posebno u prisustvu vlage. Međutim, prirodno željezo se nalazi u prirodi. Ovo je potpuno izuzetan slučaj, jer željezo u svom izvornom obliku ulazi u zemljinu koru kao dio meteorita.

A evo šta kaže akademik Fersman u popularnoj knjizi o geohemiji gvožđa:

“Gvožđe spada u najvažnije metale univerzuma. Vidimo njegove linije u svim kosmičkim tijelima, one nam svjetlucaju u atmosferama usijanih zvijezda, vidimo olujne atome željeza kako se prevrću na Sunčevu površinu, padaju nam svake godine u obliku fine kosmičke prašine, u obliku gvozdenih meteorita. U državi Arizona, u Južnoj Africi, u našem basenu Podkamennaya Tunguska, pale su grandiozne mase prirodnog gvožđa, ovog najvažnijeg metala svemira. Geofizičari kažu da se čitav centar Zemlje sastoji od mase gvožđa nikla, te da je naša zemaljska kora u istoj mjeri kao one staklaste šljake koje teku iz visoke peći tokom topljenja željeza.

…Geohemičari nam otkrivaju istoriju gvožđa. Kažu da čak i Zemljina kora ima 4,2% gvožđa, da je od metala samo aluminijuma više u prirodi oko nas nego gvožđa. Znamo da je dio onih rastopljenih masa koje se u obliku olivina i bazaltnih stijena učvršćuju u dubinama kao najteže i najiskonskije stijene. Geohemijsko nalazište minerala gvožđa

Znamo da u granitnim stenama ostaje relativno malo gvožđa, na šta ukazuje njihova svetla – bijela, ružičasta, zelena – boja. Ali dalje zemljine površine složene hemijske reakcije i dalje akumuliraju ogromne rezerve željezne rude. Neki od njih nastaju u suptropima, gdje se periodi tropskih kiša zamjenjuju blistavim sunčanim danima vrelog ljeta, gdje se sve topljivo ispire iz stijena, a formiraju se velike akumulacije - kore željeznih i aluminijskih ruda.

Znamo kako olujne vode koje sadrže organsku materiju donose ogromne količine željeza iz raznih stijena na dno jezera sjevernih zemalja, na primjer, naše Karelije; na dnu jezera, gdje teče voda, talože se grašak ili cijele konkrecije željeza uz učešće posebnih željeznih bakterija... Dakle, u močvarama, morskim dubinama, tokom duge geološke istorije naše Zemlje, nakupljaju se željezne rude. su formirane; i nema sumnje da u nekim slučajevima životinjski i biljni život uticali na formiranje ovih naslaga.

Tako su nastala velika ležišta Kerč; tako su, po svoj prilici, nastale ogromne rezerve željezne rude Krivog Roga i Kurske magnetne anomalije.

Rude ova dva posljednja ležišta nataložile su vode drevnih mora tako davno da je vreli dah dubina uspio promijeniti njihovu strukturu, a umjesto smeđe željezne rude, kao u Kerču, ovdje vidimo izmijenjene crne rude, koji se sastoji od željeznog sjaja (hematit ili crvena željezna ruda) i magnetskog željeza.

Lutanje gvožđa ne prestaje na površini zemlje. Istina, vrlo se malo toga nakuplja u morskoj vodi; a s pravom se kaže da ova voda gotovo da ne sadrži gvožđe. Međutim, pod posebnim, izuzetnim uslovima, čak i na moru, u plitkim uvalama, talože se željezni sedimenti, čitava ležišta željezne rude, koja se nalaze i u nizu drevnih morskih naslaga. Tako su nastala naša poznata nalazišta željezne rude u Ukrajini kod Khopre, Kerča i Ajatija. Ali na površini zemlje - u potocima, rijekama, jezerima, močvarama - željezo luta posvuda; a biljke uvijek pronalaze za sebe ovaj važan hemijski element, bez kojeg je život biljaka nemoguć. Pokušajte lišiti lonac cvijeća željeza, i vidjet ćete da će cvijeće uskoro izgubiti boju i miris, listovi će požutjeti, početi sušiti...

... Tako je u biljci, u živom organizmu, završen ciklus gvožđa na zemlji, a crvena krvna zrnca u ljudskoj krvi su jedna od poslednjih faza u lutanju ovog metala, bez kojeg nema ni života ni mira. rad.

Budućnost gvožđa

Gvozdeno doba - doba koje je počelo u primitivnoj istoriji čovečanstva, kada je nastala metalurgija gvožđa i proizvodnja gvozdenih alata - nastavlja se. Otprilike svih devedeset svih metala i legura koje koristi čovječanstvo zasnovano je na željezu. Gvožđa se u svetu topi oko 50 puta više od aluminijuma, a da ne spominjemo druge metale. Plastika? Ali u naše vrijeme najčešće obavljaju druge funkcije u različitim dizajnom, a ako ih, u skladu s tradicijom, pokušavaju uvesti u rang "nezamjenjivih zamjena", onda najčešće zamjenjuju obojene metale, a ne željezne one. Samo nekoliko posto plastike koju konzumiramo zamjenjuje čelik.

Legure na bazi željeza su univerzalne, tehnološki napredne, dostupne i jeftine u rasutom stanju. Sirovinska baza ovog metala također ne izaziva zabrinutost: ljudi imaju dovoljno već istraženih rezervi željezne rude. Osim toga, naučnici su uvjereni da će otkrića koja će biti napravljena u oblasti geohemije željeza (i u budućnosti - kosmohemije željeza) pružiti čovječanstvu nove izvore ovog nezamjenjivog elementa. Istraživanja u ovoj oblasti geohemije su neophodna jer se željezo bez preterivanja može nazvati temeljom naše civilizacije.

Književnost

1) Wikipedia, članak "Gvožđe"

2) Velika sovjetska enciklopedija, članak "Gvozdene rude"

(http://bse.sci-lib.com/article039128.html).

Gvožđe se nalazi u crvenim krvnim zrncima, mišićnom tkivu, slezeni, jetri i koštanoj srži.

Funkcije gvožđa u telu:

igra važnu ulogu u funkcionisanju imunog sistema.
potreban za transport kiseonika do ćelija celog tela.
uključeni u stvaranje crvenih krvnih zrnaca i enzima.
učestvuje u sintezi hormona štitnjače.
utiče na stanje kože, kose i noktiju.
učestvuje u procesima regeneracije.

Apsorpcija gvožđa zahteva normalno lučenje želudačnog soka. Nedostatak gvožđa u organizmu, zauzvrat, dovodi do pogoršanja želudačne sekrecije.

Apsorpciju gvožđa u organizmu ometaju neke komponente čaja i kafe, kao i fitin, mekinje vlakana, sojini proteini i kalcijum. Gvožđe se ne apsorbuje sa mlekom i mlečnim proizvodima.

Vitamin C, organske kiseline, neki jednostavni ugljikohidrati (laktoza, fruktoza, sorbitol) i aminokiseline (histidin i lizin) poboljšavaju apsorpciju željeza u tijelu.

Simptomi nedostatka gvožđa:

slabost,
bljedilo,
glavobolja,
brza zamornost,
razdražljivost i depresija
kardiopalmus,
bol u predelu srca,
suva usta
zarazne bolesti uzrokovane smanjenjem imuniteta,
anemija i anemija.

Višak gvožđa

Trovanje gvožđem je ozbiljan i čest problem:

Trovanje gvožđem se često dešava tamo gde se gvožđe nalazi u vodi za piće.
S gladovanjem kiseonikom, organizam nadoknađuje nedostatak kiseonika povećanjem koncentracije hemoglobina.
Otprilike 15% ljudi su nosioci gena ("keltski gen") koji uzrokuje da tijelo akumulira željezo.

Neki simptomi trovanja gvožđem (previše gvožđa) slični su simptomima nedostatka gvožđa:

bljedilo,
mršavost,
slabost,
srčane aritmije.

Karakterističan znak viška gvožđa je pigmentacija na mestima gde ne bi trebalo da bude: na dlanovima, pazuhu.

Višak gvožđa je veoma opasan. Do nakupljanja gvožđa dolazi uglavnom u jetri, gušterači i srčanom mišiću, koji ima pogubnog uticaja na zatrovanim organima. Ako se trovanje gvožđem nastavi, onda bolesti kao što su:

hepatitis, ciroza jetre,
dijabetes,
bolesti zglobova, artritis,
bolesti nervnog sistema,
ozbiljne bolesti kardiovaskularnog sistema,
karcinom zatrovanih organa.

Uz višak gvožđa, treba preduzeti složene mere:

Pridržavajte se pravilne prehrane kako biste normalizirali metabolizam.
Prošetati napolju.
Počnite se baviti sportom.
U ekstremnim slučajevima, puštanje krvi (darivanje krvi) će pomoći.

Dnevna doza gvožđa

Preporučena dnevna količina gvožđa je vrlo približna. Nemoguće je izračunati tačnu dozu, jer apsorpcija gvožđa u tijelu ovisi o stanju samog tijela i srodnim faktorima. Ako se sumnja na nedostatak ili višak gvožđa, potrebno je uraditi analizu krvi.

Zbog toga, Dnevnica je data samo kao referenca:

Dječaci od 14 do 18 - 11 mg.
Djevojčice od 14 do 18 15 mg.
Muškarci od 19 do 70 - 8 mg.
Žene od 19 do 50 - 18 mg.
Žene 50 i više - 8 mg.

gvožđe u hrani

Često se nedostatak željeza javlja s oštrom promjenom vrste prehrane, tk. svaka drastična promjena načina života predstavlja ozbiljan stres za tijelo. Osim toga, crijevna mikroflora aktivno učestvuje u asimilaciji, koja se također mora promijeniti.

Više od 1 mg gvožđa na 100 g sadrži: lubenicu, artičoku, švedru, dinju, prokulice, slatke paprike, rotkvice, rotkvice, cveklu, paradajz, topinambur, spanać (do 3 mg) i kiseljak (do 2 mg) ). Ostalo povrće sadrži 0,4 do 0,9 mg gvožđa na 100 g.
Bogati gvožđem: sokovi od šljive i jabuke, suve kajsije, suvo grožđe, orasi, semenke bundeve i suncokreta.
Hleb od integralnog brašna, crni hleb, mekinje (pšenične i ražene), žitarice, začinsko bilje, povrće za salatu, kupus takođe sadrže mnogo gvožđa.

Geohemija gvožđa

učenik 9 "B" razreda

Raevsky Georgije

Akademik Aleksandar Evgenijevič Fersman, istaknuti sovjetski geohemičar, mineralog, geograf i putnik

Šta je geohemija?

Geohemijska svojstva gvožđa

minerali gvožđa

Poznat je veliki broj ruda i minerala koji sadrže željezo. Rude su prirodni minerali koji sadrže željezo u takvim količinama i spojevima, u kojima je industrijska ekstrakcija metala iz njih ekonomski izvodljiva. Sadržaj željeza u industrijskim rudama varira u širokom rasponu - od 16 do 70%. U zavisnosti od hemijski sastavželjezne rude se koriste za topljenje željeza u prirodnom obliku ili, ako sadrže manje od 50% Fe, nakon obogaćivanja. Većina željeznih ruda se koristi za topljenje željeza, čelika i ferolegura. U relativno malim količinama koriste se kao prirodne boje (oker) i sredstva za utezanje za isplake.

Ostali uobičajeni minerali gvožđa su:

· Siderit - FeCO3 - sadrži približno 35% gvožđa. Ima žućkasto-bijelu (sa sivom ili smeđom nijansom u slučaju kontaminacije) boju.

Markazit - FeS2 - sadrži 46,6% gvožđa. Javlja se u obliku žutih, poput mesinga, bipiramidalnih rombičnih kristala.

Lolingit - FeAs2 - sadrži 27,2% gvožđa i javlja se kao srebrno-beli bipiramidalni rombični kristali.

Mispikel - FeAsS - sadrži 34,3% gvožđa. Javlja se kao bijele monoklinske prizme.

Melanterit - FeSO4 7H2O - je rjeđi u prirodi i predstavlja zeleni (ili sivi zbog nečistoća) monoklinski kristal staklastog sjaja, lomljiv.

Vivijanit - Fe3(PO4)2 8H2O - javlja se kao plavo-sivi ili zeleno-sivi monoklinski kristali.

Zemljina kora sadrži i druge, manje uobičajene minerale željeza, na primjer:

Glavna nalazišta željezne rude

Glavna nalazišta gvožđa nalaze se u Australiji, Brazilu, Venecueli, Indiji, Kanadi, Liberiji, Rusiji, SAD, Francuskoj, Švedskoj.

Po rezervama željezne rude Rusija zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu.

Glavna ležišta željezne rude na geološkoj karti svijeta

Zanimljiva geohemijska činjenica:

A evo šta kaže akademik Fersman u popularnoj knjizi o geohemiji gvožđa:

Znamo da u granitnim stenama ostaje relativno malo gvožđa, na šta ukazuje njihova svetla – bijela, ružičasta, zelena – boja. Ali na površini zemlje, složene hemijske reakcije i dalje akumuliraju ogromne rezerve željezne rude. Neki od njih nastaju u suptropima, gdje se periodi tropskih kiša zamjenjuju blistavim sunčanim danima vrelog ljeta, gdje se sve topljivo ispire iz stijena, a formiraju se velike akumulacije - kore željeznih i aluminijskih ruda.

Znamo kako su na dnu jezera sjevernih zemalja, na primjer, naše Karelije, olujne vode koje sadrže organska materija, unositi u proljeće ogromne količine željeza iz različitih stijena; na dnu jezera, gdje teče voda, talože se grašak ili cijele konkrecije željeza uz učešće posebnih željeznih bakterija... Dakle, u močvarama, morskim dubinama, tokom duge geološke istorije naše Zemlje, nakupljaju se željezne rude. su formirane; i nema sumnje da je u nizu slučajeva životinjski i biljni svijet izvršio svoj utjecaj na formiranje ovih naslaga.

Tako su nastala velika ležišta Kerč; tako su, po svoj prilici, nastale ogromne rezerve željezne rude Krivog Roga i Kurske magnetne anomalije.

Budućnost gvožđa

Književnost

1) Wikipedia, članak "Gvožđe"

2) Velika sovjetska enciklopedija, članak "Gvozdene rude"

(http://bse.sci-lib.com/article039128.html).

Prvi proizvodi od željeza i njegovih legura pronađeni su tokom iskopavanja i datiraju iz otprilike 4. milenijuma prije Krista. Odnosno, čak su i stari Egipćani i Sumerani koristili naslage meteorita ove supstance za izradu nakita i predmeta za domaćinstvo, kao i oružja.

Danas su različite vrste jedinjenja željeza, kao i čisti metal, najčešće i najčešće korištene tvari. Nije ni čudo što se 20. vek smatrao gvožđem. Uostalom, prije pojave i široke upotrebe plastike i srodnih materijala, upravo je ovaj spoj bio od presudne važnosti za ljude. Što je ovaj element i koje tvari tvori, razmotrit ćemo u ovom članku.

Hemijski element gvožđe

Ako uzmemo u obzir strukturu atoma, onda prije svega treba naznačiti njegovu lokaciju u periodičnom sistemu.

Redni broj - 26.
Period je četvrti po redu.
Osma grupa, sekundarna podgrupa.
Atomska težina je 55.847.
Struktura vanjske elektronske ljuske označena je formulom 3d 6 4s 2 .
- Fe.
Ime je gvožđe, očitavanje u formuli je "ferrum".
U prirodi postoje četiri stabilna izotopa dotičnog elementa s masenim brojevima 54, 56, 57, 58.

Hemijski element željezo također ima oko 20 različitih izotopa koji nisu stabilni. Moguća stanja oksidacije koja dati atom može pokazati su:

Nije važan samo sam element, već i njegova različita jedinjenja i legure.

Fizička svojstva

Kao jednostavna tvar, željezo ima izraženu metalnost. To jest, to je srebrno-bijeli metal sa sivom nijansom, koji ima visok stepen duktilnosti i duktilnosti i visoku tačku topljenja i ključanja. Ako detaljnije razmotrimo karakteristike, onda:

tačka topljenja - 1539 0 S;
ključanje - 2862 0 S;
aktivnost - prosječna;
vatrostalnost - visoka;
pokazuje izražena magnetna svojstva.

U zavisnosti od uslova i različitih temperatura, postoji nekoliko modifikacija koje formira gvožđe. Fizička svojstva razlikuju se od činjenice da se kristalne rešetke razlikuju.

Sve modifikacije imaju različite vrste strukture kristalnih rešetki, a razlikuju se i po magnetskim svojstvima.

Hemijska svojstva

Kao što je gore pomenuto, jednostavna supstanca gvožđe pokazuje srednju hemijsku aktivnost. Međutim, u fino raspršenom stanju, sposoban je za samozapaljenje na zraku, a sam metal izgara u čistom kisiku.

Sposobnost korozije je visoka, pa su legure ove tvari prevučene legirajućim spojevima. Gvožđe može stupiti u interakciju sa:

kiseline;
kiseonik (uključujući vazduh);
siva;
halogeni;
kada se zagrije - sa dušikom, fosforom, ugljikom i silicijumom;
sa solima manje aktivnih metala, reducirajući ih na jednostavne tvari;
sa oštrom vodenom parom;
sa solima gvožđa u oksidacionom stanju +3.

Očigledno je da, pokazujući takvu aktivnost, metal može formirati različite spojeve, različite i polarne po svojstvima. I tako se dešava. Gvožđe i njegova jedinjenja su izuzetno raznovrsni i koriste se u raznim granama nauke, tehnologije i industrijske ljudske delatnosti.

Rasprostranjenost u prirodi

Prirodna jedinjenja željeza su prilično česta, jer je to drugi najčešći element na našoj planeti nakon aluminija. Istovremeno, u svom čistom obliku, metal je izuzetno rijedak, kao dio meteorita, što ukazuje na njegove velike akumulacije u svemiru. Glavna masa sadržana je u sastavu ruda, stijena i minerala.

Ako govorimo o postotku dotičnog elementa u prirodi, onda se mogu dati sljedeće brojke.

Jezgra zemaljskih planeta - 90%.
U zemljinoj kori - 5%.
U Zemljinom omotaču - 12%.
U jezgru zemlje - 86%.
U riječnoj vodi - 2 mg/l.
U moru i oceanu - 0,02 mg / l.

Najčešći spojevi željeza formiraju sljedeće minerale:

magnetit;
limonit ili smeđa željezna ruda;
vivijanit;
pirotit;
pirit;
siderit;
markazit;
lelingit;
mispikel;
milanterit i drugi.

Ovo je još uvijek duga lista, jer ih je zaista mnogo. Osim toga, rasprostranjene su razne legure koje stvara čovjek. To su i takva jedinjenja gvožđa, bez kojih je teško zamisliti savremeni život ljudi. To uključuje dvije glavne vrste:

lijevano željezo;
postati.

Gvožđe je takođe vredan dodatak mnogim legurama nikla.

Jedinjenja gvožđa(II).

To uključuje one u kojima je oksidacijsko stanje elementa za formiranje +2. Oni su prilično brojni, jer uključuju:

oksid;
hidroksid;
binarni spojevi;
kompleksne soli;
kompleksna jedinjenja.

Formule hemijskih jedinjenja u kojima gvožđe pokazuje naznačeni stepen oksidacije su individualne za svaku klasu. Razmotrite najvažnije i uobičajene od njih.

Gvožđe(II) oksid. Crni prah, nerastvorljiv u vodi. Priroda veze je osnovna. U stanju je brzo oksidirati, ali se također može lako reducirati u jednostavnu tvar. Rastvara se u kiselinama i formira odgovarajuće soli. Formula - FeO.
Gvožđe(II) hidroksid. To je bijeli amorfni talog. Nastaje reakcijom soli sa bazama (alkalijama). Pokazuje slaba osnovna svojstva, sposoban je brzo oksidirati na zraku u jedinjenja željeza +3. Formula - Fe (OH) 2.
Soli elementa u specificiranom oksidacionom stanju. U pravilu imaju blijedozelenu boju otopine, dobro oksidiraju čak i na zraku, nabavljajući i pretvarajući se u soli željeza 3. Rastvaraju se u vodi. Primeri jedinjenja: FeCL 2 , FeSO 4 , Fe(NO 3) 2 .
Nekoliko jedinjenja su od praktične važnosti među naznačenim supstancama. Prvo, (II). Ovo je glavni dobavljač jona u ljudskom tijelu s anemijom. Kada se takva bolest dijagnosticira kod pacijenta, propisuju mu se složeni preparati koji se temelje na dotičnom spoju. Tako se nadoknađuje nedostatak gvožđa u organizmu.
Drugo, gvožđe (II) sulfat se zajedno sa bakrom koristi za uništavanje poljoprivrednih štetočina u usevima. Metoda dokazuje svoju efikasnost više od desetak godina, stoga je vrlo cijenjena od vrtlara i vrtlara.
Mora Salt
Ovo je jedinjenje koje je kristalni hidrat gvožđa i amonijum sulfata. Njegova formula je napisana kao FeSO 4 * (NH 4) 2 SO 4 * 6H 2 O. Jedno od jedinjenja gvožđa (II), koje se široko koristi u praksi. Glavna područja ljudske upotrebe su sljedeća.
1. Farmaceutika.
2. Naučno-istraživački i laboratorijski titrimetrijske analize(za određivanje sadržaja hroma, kalijum permanganata, vanadijuma).
3. Lijek - kao dodatak hrani s nedostatkom željeza u tijelu pacijenta.
4. Za impregnaciju drvenih proizvoda, jer Mora so štiti od procesa propadanja.
Postoje i druga područja u kojima ova tvar nalazi primjenu. Ime je dobio u čast njemačkog hemičara koji je prvi otkrio manifestirana svojstva.
Supstance sa oksidacionim stanjem gvožđa (III)
Osobine jedinjenja gvožđa, u kojima ono pokazuje oksidaciono stanje od +3, donekle se razlikuju od onih o kojima se raspravljalo gore. Dakle, priroda odgovarajućeg oksida i hidroksida više nije bazična, već izražena kao amfoterna. Dajemo opis glavnih supstanci.

Među navedenim primjerima, s praktične tačke gledišta, važan je takav kristalni hidrat kao što je FeCL 3 * 6H 2 O, ili željezo (III) hlorid heksahidrat. U medicini se koristi za zaustavljanje krvarenja i nadoknadu jona gvožđa u organizmu kod anemije.
Gvožđe(III) sulfat pentahidrat se koristi za prečišćavanje vode za piće, jer se ponaša kao koagulant.
Jedinjenja gvožđa(VI).
Formule hemijskih jedinjenja gvožđa, gde ono pokazuje posebno oksidaciono stanje od +6, mogu se napisati na sledeći način:
- K 2 FeO 4 ;
- Na 2 FeO 4 ;
- MgFeO 4 i drugi.
Svi oni imaju zajednički naziv - ferati - i imaju slična svojstva (jaka redukciona sredstva). Takođe su u stanju da dezinfikuju i imaju baktericidni efekat. To im omogućava da se koriste za prečišćavanje vode za piće u industrijskim razmjerima.
Kompleksna jedinjenja
Posebne supstance su veoma važne u analitičkoj hemiji i ne samo. Oni koji se formiraju u vodenim rastvorima soli. Ovo su kompleksna jedinjenja gvožđa. Najpopularniji i dobro proučeni od njih su sljedeći.
1. Kalijum heksacijanoferat (II) K 4 . Drugi naziv za jedinjenje je žuta krvna so. Koristi se za kvalitativno određivanje jona gvožđa Fe 3+ u rastvoru. Kao rezultat izlaganja, otopina poprima prekrasnu svijetlo plavu boju, jer se formira još jedan kompleks - pruska plava KFe 3+. Od davnina se koristi kao
2. Kalijum heksacijanoferat (III) K 3 . Drugo ime je crvena krvna sol. Koristi se kao kvalitativni reagens za određivanje jona gvožđa Fe 2+. Kao rezultat, formira se plavi talog koji se naziva Turnbull blue. Koristi se i kao boja za tkanine.
Gvožđe u organskoj materiji
Gvožđe i njegova jedinjenja, kao što smo već videli, imaju veliki praktični značaj u ekonomskom životu čoveka. Međutim, pored toga, ni njegova biološka uloga u organizmu nije ništa manje velika, naprotiv.
Postoji jedan veoma važan protein koji uključuje ovaj element. Ovo je hemoglobin. Zahvaljujući njemu, kiseonik se transportuje i vrši ujednačena i pravovremena izmjena plina. Stoga je uloga željeza u vitalnom procesu - disanju - jednostavno ogromna.
Ukupno, ljudski organizam sadrži oko 4 grama gvožđa, koje se mora stalno nadoknađivati hranom koja se konzumira.

Oznaka - Fe (gvožđe);
Period - IV;
Grupa - 8 (VIII);
Atomska masa - 55.845;
Atomski broj - 26;
Radijus atoma = 126 pm;
Kovalentni radijus = 117 pm;
Raspodjela elektrona - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
t topljenja = 1535°C;
tačka ključanja = 2750°C;
Elektronegativnost (prema Paulingu / prema Alpredu i Rochovu) = 1,83 / 1,64;
Oksidacijsko stanje: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
Gustina (n.a.) \u003d 7,874 g / cm 3;
Molarni volumen = 7,1 cm 3 / mol.

Jedinjenja gvožđa:

Gvožđe je najzastupljeniji metal u Zemljinoj kori (5,1% mase) nakon aluminijuma.

Na Zemlji se gvožđe u slobodnom stanju nalazi u malim količinama u obliku grumenova, kao i u palim meteoritima.

Industrijski, željezo se kopa na nalazištima željezne rude, od minerala koji sadrže željezo: magnetne, crvene, smeđe željezne rude.

Treba reći da je željezo dio mnogih prirodnih minerala, što uzrokuje njihovu prirodnu boju. Boja minerala zavisi od koncentracije i odnosa iona gvožđa Fe 2+/Fe 3+, kao i od atoma koji okružuju te ione. Na primjer, prisustvo nečistoća iona željeza utječe na boju mnogih dragog i poludragog kamenja: topaza (od blijedožute do crvene), safira (od plave do tamnoplave), akvamarina (od svijetloplave do zelenkastoplave) i tako dalje.

Gvožđe se nalazi u tkivima životinja i biljaka, na primjer, oko 5 g željeza je prisutno u tijelu odrasle osobe. Gvožđe je vitalni element, deo je proteina hemoglobina, učestvuje u transportu kiseonika iz pluća do tkiva i ćelija. Sa nedostatkom gvožđa u ljudskom organizmu, razvija se anemija (anemija zbog nedostatka gvožđa).

Rice. Struktura atoma gvožđa.

Elektronska konfiguracija atoma željeza je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (vidi Elektronska struktura atoma). U obrazovanju hemijske veze sa ostalim elementima mogu učestvovati 2 elektrona koja se nalaze na vanjskom 4s nivou + 6 elektrona 3d podnivoa (ukupno 8 elektrona), stoga u jedinjenjima željezo može poprimiti oksidaciona stanja +8, +6, +4, +3, +2, +1, (najčešći su +3, +2). Gvožđe ima prosečnu hemijsku aktivnost.

Rice. Oksidacija gvožđa: +2, +3.

Fizička svojstva gvožđa:

srebrno-bijeli metal;
u svom čistom obliku prilično je mekan i plastičan;
ima dobru toplotnu i električnu provodljivost.

Gvožđe postoji u obliku četiri modifikacije (razlikuje se po strukturi kristalna rešetka): α-gvožđe; β-gvožđe; γ-gvožđe; δ-gvožđe.

Hemijska svojstva gvožđa

reagira s kisikom, ovisno o temperaturi i koncentraciji kisika, mogu nastati različiti produkti ili mješavina produkata oksidacije željeza (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
oksidacija gvožđa na niskim temperaturama:
4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3;
reaguje sa vodenom parom:
3Fe + 4H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2;
fino usitnjeno željezo reagira kada se zagrije sa sumporom i hlorom (gvozdeni sulfid i hlorid):
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
reagira sa silicijumom, ugljikom, fosforom na visokim temperaturama:
3Fe + C = Fe 3 C;
sa drugim metalima i sa nemetalima, gvožđe može formirati legure;
željezo istiskuje manje aktivne metale iz njihovih soli:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu;
s razrijeđenim kiselinama, željezo djeluje kao redukcijsko sredstvo, formirajući soli:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2;
sa razblaženom azotnom kiselinom, gvožđe formira različite produkte redukcije kiseline, u zavisnosti od njegove koncentracije (N 2, N 2 O, NO 2).

Dobijanje i upotreba gvožđa

Dobija se industrijsko željezo topljenje livenog gvožđa i čelika.

Liveno gvožđe je legura gvožđa sa primesama silicijuma, mangana, sumpora, fosfora, ugljenika. Sadržaj ugljika u livenom gvožđu prelazi 2% (u čeliku manje od 2%).

Čisto gvožđe se dobija:

u pretvaračima kisika od lijevanog željeza;
redukcija željeznih oksida vodonikom i dvovalentnim ugljičnim monoksidom;
elektroliza odgovarajućih soli.

Liveno željezo se dobiva iz željeznih ruda redukcijom željeznih oksida. Sirovo gvožđe se topi u visokim pećima. Koks se koristi kao izvor toplote u visokoj peći.

Visoka peć je vrlo složena tehnička konstrukcija visoka nekoliko desetina metara. Položen je od vatrostalnih opeka i zaštićen vanjskim čeličnim kućištem. Od 2013. godine najveću visoku peć je u Južnoj Koreji izgradila čeličana POSCO u metalurškoj fabrici u gradu Kwangyang (zapremina peći nakon modernizacije bila je 6.000 kubnih metara sa godišnjim kapacitetom od 5.700.000 tona).

Rice. Visoka peć.

Proces topljenja gvožđa u visokoj peći traje neprekidno nekoliko decenija, sve dok peć ne dođe do kraja životnog veka.

Rice. Proces topljenja gvožđa u visokoj peći.

obogaćene rude (magnetna, crvena, smeđa željezna ruda) i koks se sipaju kroz vrh koji se nalazi na samom vrhu visoke peći;
procesi oporavka željeza iz rude pod djelovanjem ugljičnog monoksida (II) odvijaju se u srednjem dijelu visoke peći (šaht) na temperaturi od 450-1100°C (oksidi željeza se redukuju u metal):
- 450-500°C - 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2;
- 600°C - Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2;
- 800°C - FeO + CO = Fe + CO 2 ;
- dio željeznog oksida reducira se koksom: FeO + C = Fe + CO.
paralelno se odvija proces redukcije oksida silicijuma i mangana (uključenih u željeznu rudu u obliku nečistoća), silicijum i mangan su dio sirovog željeza za topljenje:
- SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
- Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
prilikom termičke razgradnje krečnjaka (unesenog u visoku peć) nastaje kalcijum oksid koji reaguje sa oksidima silicija i aluminijuma sadržanim u rudi:
- CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
na 1100°C proces redukcije gvožđa se zaustavlja;
ispod okna nalazi se parna soba, najširi dio visoke peći, ispod kojeg se nalazi rame, u kojem izgara koks i nastaju tekući proizvodi topljenja - liveno željezo i šljaka, koji se nakupljaju na samom dnu peći. - ognjište;
u gornjem dijelu ložišta na temperaturi od 1500°C dolazi do intenzivnog sagorijevanja koksa u mlazu uduvanog zraka: C + O 2 = CO 2 ;
prolazeći kroz vrući koks, ugljični monoksid (IV) se pretvara u ugljični monoksid (II), koji je redukcijski agens željeza (vidi gore): CO 2 + C \u003d 2CO;
šljake nastale od kalcijevih silikata i aluminosilikata nalaze se iznad lijevanog željeza, štiteći ga od djelovanja kisika;
kroz posebne otvore koji se nalaze na različitim nivoima ognjišta, lijevano željezo i šljaka izlaze van;
Većina sirovog gvožđa ide u dalju preradu - topljenje čelika.

Čelik se topi od livenog gvožđa i starog metala konverterskom metodom (polje je već zastarelo, iako se još koristi) ili električnim topljenjem (u električnim pećima, indukcijskim pećima). Suština procesa (prerada željeza) je smanjenje koncentracije ugljika i drugih nečistoća oksidacijom kisikom.

Kao što je već spomenuto, koncentracija ugljika u čeliku ne prelazi 2%. Zbog toga se čelik, za razliku od lijevanog željeza, prilično lako kovati i valjati, što omogućava proizvodnju različitih proizvoda od njega visoke tvrdoće i čvrstoće.

Tvrdoća čelika ovisi o sadržaju ugljika (što je više ugljika, to je čelik tvrđi) u određenom tipu čelika i uvjetima toplinske obrade. Tokom kaljenja (sporo hlađenje), čelik postaje mekan; kada se gasi (brzo ohladi), čelik postaje vrlo tvrd.

Da bi čeliku dali željena specifična svojstva, dodaju mu se legirajući aditivi: hrom, nikal, silicijum, molibden, vanadijum, mangan i tako dalje.

Liveno gvožđe i čelik su najvažniji konstruktivni materijali u velikoj većini sektora nacionalne privrede.

Biološka uloga gvožđa:

tijelo odrasle osobe sadrži oko 5 g željeza;
gvožđe igra važnu ulogu u radu hematopoetskih organa;
gvožđe je deo mnogih kompleksnih proteinskih kompleksa (hemoglobin, mioglobin, razni enzimi).

Istorija gvožđa

Gdje se kopa gvožđe?

Područja upotrebe

Hemijski sastav

Mineralna svojstva

II . Tehnogeni izvori gvožđa u životnoj sredini.

III . Hemijska svojstva gvožđe, njegova glavna jedinjenja.

V . Dobijanje željeza i njegovih osnovnih spojeva, njihova praktična upotreba.

Spisak korišćene literature:

Koja hrana sadrži gvožđe

Životinjski izvori gvožđa

Biljni izvori gvožđa

Dnevni unos gvožđa

Dnevna vrijednost za djecu

Dnevna vrijednost za žene

Dnevna vrijednost za muškarce

Nedostatak gvožđa u organizmu

Posljedice nedostatka gvožđa

Višak gvožđa u organizmu

Razlozi za predoziranje

Preparati koji sadrže gvožđe

Pravila za uzimanje preparata gvožđa

Geohemijska svojstva gvožđa

minerali gvožđa

Glavna nalazišta željezne rude

Budućnost gvožđa

Funkcije gvožđa u telu:

Simptomi nedostatka gvožđa:

Višak gvožđa

Dnevna doza gvožđa

gvožđe u hrani

Geohemijska svojstva gvožđa

minerali gvožđa

Glavna nalazišta željezne rude

Budućnost gvožđa

Hemijski element gvožđe

Fizička svojstva

Hemijska svojstva

Rasprostranjenost u prirodi

Jedinjenja gvožđa(II).

Mora Salt

Supstance sa oksidacionim stanjem gvožđa (III)

Jedinjenja gvožđa(VI).

Kompleksna jedinjenja

Gvožđe u organskoj materiji

Hemijska svojstva gvožđa

Dobijanje i upotreba gvožđa