/ fier mineral

Fierul aparține grupului de elemente native. Fierul nativ este un mineral de origine terestră și cosmogenă. Conținutul de nichel este cu 3% mai mare în fierul terestru decât în cel cosmogenic. De asemenea, conține impurități de magneziu, cobalt și alte oligoelemente. Fierul nativ are o culoare gri deschis cu un luciu metalic; incluziunile de cristale sunt rare. Acesta este un mineral destul de rar, cu o duritate de 4-5 unități. si o densitate de 7000-7800 kg pe metru cub. Arheologii au dovedit că fierul nativ a fost folosit de oamenii antici cu mult înainte de apariția abilităților de a topi fierul din minereu.

Acest metal în forma sa originală are o nuanță alb-argintiu, suprafața devine rapid ruginită la umiditate ridicată sau în apă bogată în oxigen. Această rasă are plasticitate bună, se topește la o temperatură de 1530 de grade Celsius, poate fi ușor forjată și rulată. Metalul are o conductivitate electrică și termică bună, în plus se distinge de alte roci prin proprietăți magnetice.

Atunci când interacționează cu oxigenul, suprafața metalului este acoperită cu o peliculă care se formează, care îl protejează de efectele corozive. Și când aerul conține umiditate, fierul se oxidează și se formează rugina pe suprafața lui. În unii acizi, fierul se dizolvă și se eliberează hidrogen.

Istoria fierului

Fierul a avut un impact uriaș asupra dezvoltării societății umane și continuă să fie apreciat și astăzi. Este folosit în multe industrii. Fierul l-a ajutat pe omul primitiv să stăpânească noi moduri de vânătoare, a condus la dezvoltarea Agricultură cu instrumente noi. Fierul în forma sa pură în acele vremuri făcea parte din meteoriții căzuți. Până astăzi, există legende despre originea nepământeană a acestui material. Metalurgia isi are originea la mijlocul mileniului II i.Hr. La acea vreme în Egipt stăpâneau producția de metal din minereu de fier.

Unde se extrage fierul?

În forma sa pură, fierul se găsește în corpurile cerești. Metalul a fost găsit în sol lunar. Acum fierul este extras din minereu de roci, iar Rusia ocupă o poziție de lider în extracția acestui metal. Zăcăminte bogate de minereu de fier sunt situate în partea europeană, în Vestul Siberiei iar în Urali.

Domenii de utilizare

Fierul este esențial în producția de oțel, care are o gamă largă de aplicații. Aproape fiecare producție folosește acest material. Fierul este utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi, poate fi găsit sub formă de produse forjate și fontă. Fierul vă permite să dați produsului o formă diferită, astfel încât este folosit în forjarea și crearea de foișoare, garduri și alte produse.

Toate gospodinele din bucătărie folosesc fier, deoarece produsele din fontă nu sunt altceva decât un aliaj de fier și carbon. Vasele de gătit din fontă se încălzesc uniform, păstrează temperatura mult timp și durează decenii. Compoziția aproape tuturor tacâmurilor include fier, iar oțelul inoxidabil este folosit pentru a face vase și diverse ustensile de bucătărie și articole necesare precum lopeți, furci, topoare și alte unelte utile. Acest metal este utilizat pe scară largă în bijuterii.

Compoziție chimică

Fierul teluric conține impurități de nichel (Ni) 0,6-2%, cobalt (Co) până la 0,3%, cupru (Cu) până la 0,4%, platină (Pt) până la 0,1%, carbon; în fierul meteorit, nichelul este de la 2 la 12%, cobaltul este de aproximativ 0,5%, există și impurități de fosfor, sulf și carbon.

Comportare în acizi: solubil în HNO3.
În natură, există mai multe modificări ale fierului - la temperatură scăzută are o celulă BCC (Im3m), la temperatură înaltă (la temperaturi > 1179K) celula FCC (Fm(-3)m). Se găsește în cantități mari în meteoriți. Figurile Widmanstätten apar în meteoriții de fier atunci când sunt gravate sau încălzite.
Origine: fierul teluric (terestre) se găsește rar în lavele bazaltice (Wifak, Insula Disko, în largul coastei de vest a Groenlandei, lângă orașul Kassel, Germania). Pirotita (Fe1-xS) și cohenitul (Fe3C) sunt asociate cu acesta în ambele puncte, ceea ce explică atât reducerea cu carbon (inclusiv din rocile gazdă), cât și descompunerea complecșilor carbonil de tip Fe(CO)n. În boabele microscopice, s-a stabilit de mai multe ori în roci ultrabazice alterate (serpentinizate), tot în parageneză cu pirotită, uneori cu magnetită, din cauza căreia ia naștere în timpul reacțiilor de reducere. Este foarte rar în zona de oxidare a zăcămintelor de minereu, în timpul formării minereurilor de mlaștină. Au fost înregistrate descoperiri în rocile sedimentare asociate cu reducerea compușilor de fier prin hidrogen și hidrocarburi.
S-a găsit fier aproape pur în solul lunar, care este asociat atât cu căderile de meteoriți, cât și cu procesele magmatice. În cele din urmă, două clase de meteoriți - pietros-fier și fier - conțin aliaje naturale de fier ca componentă de formare a rocii.

Familia de fier nativ (după Godovikov)
Grup de fier nativ

Grup de nichel nativ
> 24 la. % Ni - taenit
62,5 - 92 la. % Ni - awaruite Ni3Fe
(Ni, Fe) - Nichel nativ

Fierul (în engleză Iron, franceză Fer, germană Eisen) este unul dintre cele șapte metale ale antichității. Este foarte probabil ca omul să fi făcut cunoștință cu fierul de origine meteorică mai devreme decât cu alte metale. Fierul meteoritic este de obicei ușor de distins de fierul terestru, deoarece conține aproape întotdeauna de la 5 la 30% nichel, cel mai adesea - 7-8%. Din cele mai vechi timpuri, fierul a fost obținut din minereuri găsite aproape peste tot. Cele mai comune minereuri sunt hematitul (Fe 2 O 3 ,), minereul de fier brun (2Fe 2 O 3 , ZH 2 O) și soiurile sale (minereu de mlaștină, siderit sau fier FeCO3), magnetita (Fe 3 0 4) si altii unii. Toate aceste minereuri, încălzite cu cărbune, se reduc cu ușurință la o temperatură relativ scăzută începând de la 500 o C. Metalul rezultat a avut forma unei mase spongioase vâscoase, care a fost apoi prelucrată la 700-800 o Cu forjare repetată.

În antichitate și în Evul Mediu, cele șapte metale cunoscute atunci erau comparate cu cele șapte planete, care simbolizau legătura dintre metale și corpurile cerești și originea cerească a metalelor. O astfel de comparație a devenit comună în urmă cu peste 2000 de ani și se găsește constant în literatură până în secolul al XIX-lea. În secolul al II-lea. n. e. fierul a fost comparat cu Mercur și a fost numit mercur, dar mai târziu a început să fie comparat cu Marte și numit Marte (Marte), ceea ce, în special, a subliniat asemănarea externă a culorii roșiatice a lui Marte cu minereurile roșii de fier.

raportați o eroare în descriere

Proprietăți minerale

originea numelui	Desemnarea unui element chimic - din latinescul ferrum, Fier - din cuvântul englez veche care înseamnă acest metal

Locația descoperirii	Insula Qeqertarsuaq (insula Disko), Qaasuitsup, Groenlanda

Anul deschiderii	cunoscut din cele mai vechi timpuri

Proprietati termice	P. tr. Punct de topire (fier pur) 1528°C

Statutul IMA	valabil, descris pentru prima dată înainte de 1959 (înainte de IMA)

Impurități tipice	Ni,C,Co,P,Cu,S

Strunz (ediția a 8-a)	1/A.07-10

Hei's CIM Ref.	1.57

Dana (ediția a 7-a)	1.1.17.1

Greutate moleculară	55.85

Opțiuni pentru celule	a = 2,8664Å

Numărul de unități de formulă (Z)	2

Volumul unitar al celulei	V 23,55 Å³

Înfrățirea	de (111)

grup de puncte	m3m (4/m 3 2/m) - Hexoctahedral

grup spațial	Im3m (I4/m 3 2/m)

separație	de (112)

Densitate (calculată)	7.874

Densitate (măsurată)	7.3 - 7.87

Tip de	izotrop

Culoare reflectată	alb

Formular de selecție	Forma precipitatelor cristaline: boabe dense cu contururi sinuoase neregulate, pelicule, dendrite, ocazional pepite.

Clase în sistematica URSS	Metalele

Fierul este cel mai comun metal de pe glob după aluminiu; reprezintă aproximativ 5% din scoarța terestră. Fierul se prezintă sub formă de diverși compuși: oxizi, sulfuri, silicați. În formă liberă, fierul se găsește în meteoriți, ocazional fierul nativ (ferita) se găsește în scoarța terestră ca produs al solidificării magmei.

Fierul este un constituent al multor minerale care alcătuiesc zăcămintele de minereu de fier.

Principalele minerale ale fierului:

Hematit(strălucire de fier, minereu de fier roșu) - Fe 2 O 3 (până la 70% Fe);

Magnetit(minereu de fier magnetic) - Fe 3 O 4 (până la 72,4% Fe);

goethit- FeOOH

Hidrogoethit- FeOOH * nH2O (limonit) - (aproximativ 62% Fe);

Siderite- Fe(C03) (aproximativ 48,2% Fe);

Pirita- FeS2

Depozitele de minereuri de fier se formează în diverse condiții geologice; acesta este motivul diversității compoziției minereurilor și condițiilor de apariție a acestora. Minereurile de fier sunt împărțite în următoarele tipuri industriale:

Minereu de fier brun - minereuri de oxid de fier apos (minereul principal este hidrogoetita), 30-55% fier.

Minereu de fier roșu, sau minereuri de hematită (minereul principal este hematitul, uneori cu magnetit), 51-66% fier.

Minereu de fier magnetic (minereul principal este magnetita), 50-65% fier.

Minereuri sedimentare siderit sau carbonatate, 30-35% fier.

Minereuri sedimentare de fier silicat, 25-40% fier.

Rezerve mari de minereu de fier sunt situate în Urali, unde munți întregi (de exemplu, Magnitnaya, Kachkanar, Vysoka etc.) sunt formați din minereu de fier magnetic. Zăcăminte mari de minereu de fier se găsesc lângă Kursk, pe Peninsula Kola, în vest și Siberia de Est, în Orientul Îndepărtat. Depozitele bogate sunt disponibile în Ucraina.

Fierul este, de asemenea, unul dintre cele mai comune elemente în apele naturale, unde conținutul său mediu variază între 0,01-26 mg/l.

Animalele și plantele acumulează fier. Unele tipuri de alge și bacterii acumulează în mod activ fier.

În corpul uman, conținutul de fier variază de la 4 la 7 g (în țesuturi, sânge, organe interne). Fierul intră în organism cu alimente. Necesarul zilnic de fier al unui adult este de 11-30 mg. Principalele alimente conțin următoarea cantitate de fier (în mcg / 100g.):

Lapte - 70

Cartofi, legume, fructe - de la 600 la 900

II . Surse tehnogene de fier în mediu.

În zonele uzinelor metalurgice, emisiile solide conțin de la 22.000 la 31.000 mg/kg de fier.

Până la 31-42 mg/kg de fier intră în solurile adiacente plantelor. Ca urmare, fierul se acumulează în culturile de grădină.

Foarte mult fier intră în apele uzate și nămoluri din industrii: metalurgică, chimică, construcții de mașini, prelucrarea metalelor, petrochimie, chimico-farmaceutică, vopsele și lacuri, textil.

Praful, fumul industrial poate conține cantități mari de fier sub formă de aerosoli de fier, oxizii săi, minereuri.

Praful de fier sau oxizii săi se formează la ascuțirea uneltelor metalice, curățarea pieselor de rugină, laminarea tablelor de fier, sudarea electrică și alte procese de producție în care au loc fierul sau compușii acestuia.

Fierul se poate acumula în sol, corpuri de apă, aer și organismele vii.

Principalele minerale de fier sunt supuse în natură distrugerii fotochimice, formării complexe, leșierii microbiologice, drept urmare, fierul din mineralele puțin solubile trece în corpurile de apă.

Oxidarea sulfurilor poate fi descrisă în termeni de vedere generala pe exemplul piritei prin următoarele procese microbiologice și chimice:

După cum puteți vedea, în acest caz, se formează o altă componentă care poluează apele de suprafață - acidul sulfuric.

Amploarea educației sale microbiologice poate fi judecată după acest exemplu. Pirita este o componentă comună de impurități a zăcămintelor de cărbune, iar levigarea acesteia duce la acidificarea apelor de mină. Potrivit unei estimări, în 1932. aproximativ 3 milioane de tone de H 2 SO 4 au intrat în râul Ohio (SUA) cu apele de mină.

Leșierea microbiologică a fierului se realizează nu numai datorită oxidării, ci și în timpul reducerii minereurilor oxidate. La ea iau parte microorganisme aparținând unor grupuri diferite. În special, reducerea Fe 3+ la Fe 2+ este realizată de reprezentanți ai genurilor Bacillus și Pseudomonas, precum și de unele ciuperci.

Procesele menționate aici, care sunt larg răspândite în natură, au loc și în haldele întreprinderilor miniere, uzinelor metalurgice care produc un numar mare de deșeuri (zgură, cenușă etc.).

Cu ploaie, inundații și apele subterane, metalele eliberate din matricele solide sunt transferate în râuri și rezervoare. Fierul se găsește în apele naturale în diferite stări și forme: într-o formă cu adevărat dizolvată, face parte din sedimentele de fund și din sistemele eterogene (suspensii și coloizi).

Sedimentele de fund ale râurilor și rezervoarelor acționează ca un depozit de fier. În anumite condiții, fierul poate fi eliberat din ele, rezultând o poluare secundară a apei.

III . Proprietăți chimice fier, compușii săi principali.

Fierul este un element din grupa VIII a sistemului periodic. Număr atomic 26, greutate atomică 55,85 (56). Configurația electronilor exteriori ai atomului este 3d 6 4s 2 .

În rezervoarele naturale, de exemplu, în Lacul Ladoga, în Neva, conținutul de fier este mai mic de 0,3 mg / l. Înainte de a pătrunde în rețelele de alimentare cu apă ale orașului, apa din rezervoare este supusă filtrării și acțiunii coagulanților, care, împreună cu impuritățile organice, îndepărtează și o parte din fier.

Tratarea apei cu conținut ridicat de fier constă în filtrarea pe filtre mecanice (antracit), coagulare (coagulant - alumină Al 2 (SO 4) 3), uneori - în tratament campuri magnetice(în cazul formelor magnetice ale fierului).

Măsurile preventive care asigură condiții de lucru sigure atunci când sunt expuse fierului de lucru și compușilor acestuia sunt determinate de documente de reglementare în raport cu condițiile specifice de producție.

V . Obținerea fierului și a compușilor săi de bază, utilizarea lor practică.

Dintre toate metalele extrase, fierul are cea mai mare valoare. Toată tehnologia modernă este asociată cu utilizarea fierului și a aliajelor sale. Cantitatea de fier extrasă este de aproximativ 15 ori mai mare decât extracția tuturor celorlalte metale combinate.

Principala metodă industrială de obținere a fierului este producerea acestuia sub formă de diferite aliaje cu carbon - fonte și oțeluri carbon. Fontele sunt obținute prin procesul de furnal, iar oțelurile sunt obținute prin procedee cu focar deschis, convertor și topire electrică.

În procesul de furnal, minereul de fier, cocsul și calcarul sunt implicate ca principale materiale de încărcare, care sunt necesare pentru reducerea oxizilor de fier din minereu cu carbon și diluarea fierului topit și a zgurii.

Aerul este furnizat în furnal sau, pentru a accelera procesul, oxigen (suflă de oxigen). Carbonul de cocs este oxidat de oxigen: C+O2 =CO2; C + CO 2 \u003d 2CO.

CO și carbonul de cocs rezultat sunt reduse cu oxid de fier:

Deoarece aceste reacții au loc cu un exces de carbon, fierul redus se contopește cu carbonul și fonta se formează cu un punct de topire mult mai scăzut decât fierul pur. Fonta (cu 4,3% C) se topește la 1135 o C, iar fierul la 1539 o C.

Fierul topit cu punct de topire scăzut și zgura sunt colectate în vatra unui furnal și evacuate periodic prin deschideri speciale.

Metodele de redistribuire a fontei - focar deschis, convertor și electrotopire - sunt reduse la îndepărtarea excesului de carbon și a impurităților nocive (S, P) prin oxidarea acestora și la reglarea fină a conținutului de elemente de aliere la o valoare specificată prin adăugându-le în timpul topirii.

Conținutul maxim admis de impurități nocive și conținutul necesar de elemente de aliere sunt stabilite pentru fiecare calitate de oțel.

Fierul pur se obține sub formă de pulbere prin reducerea oxizilor săi cu hidrogen sau prin descompunerea termică a Fe(CO) 5 carbonil. Utilizarea fierului pur este limitată, deoarece. în ceea ce privește proprietățile sale mecanice, nu satisface o serie de cerințe pentru materialele structurale. Este foarte plastic.

Fierul și aliajele sale formează baza tehnologiei moderne. Importanța aliajelor de fier pentru tehnologie rezultă din faptul că 95% din toate produsele metalice sunt fontă și doar 5% sunt aliaje ale altor metale.

compuși de fier.

piatră de cerneală FeSO4. 7H 2 O se obține prin dizolvarea resturilor de oțel în acid sulfuric 20-30%:

Vitriol de fier - cristale de culoare verde deschis, foarte solubile în apă. Este folosit pentru combaterea dăunătorilor plantelor, la producerea de cerneluri și vopsele minerale, la vopsirea țesăturilor și la tratarea apelor uzate din cianuri.

Sub acțiunea sulfatului de fier se formează alcalii hidroxizi de fier- Fe (OH) 2 și Fe (OH) 3.

Acești hidroxizi sunt utilizați ca pigmenți. Natural hidroxid de fier FeS 2 (pirită) servește ca materie primă pentru producerea de acid sulfuric, sulf și fier.

Nitratul de fier Fe (NO 3) 3 se obţine prin acţiunea acidului azotic asupra fierului. Este folosit ca mordant în vopsirea țesăturilor de bumbac și ca agent de îngredire pentru mătase.

Clorura de fier FeCl 3 se formează prin încălzirea fierului cu clor, clorurarea FeCl 2. Este folosit ca coagulant în tratarea apei, ca mordant în vopsirea țesăturilor, ca catalizator în sinteza organică.

Sulfatul de fier Fe 2 (SO 4 ) 3 formează Fe 2 (SO 4 ) 3 hidrat cristalin. 9H2O (cristale galbene). Se obţine prin dizolvarea oxidului Fe 2 O 3 în acid sulfuric. Este folosit ca coagulant în tratarea apei, pentru decaparea metalelor și este folosit în producția de cupru.

Oxizii de fier sunt produși de obicei prin acțiunea aburului asupra fierului încins. Oxizii naturali de fier servesc ca materie primă principală pentru producerea fierului metalic (aliajele sale).

Fe 2 O 3 și derivații săi (feritele) sunt utilizați în electronica radio ca materiale magnetice, inclusiv ca substanțe active ale benzilor.

Fe 3 O 4 servește ca material pentru fabricarea anozilor într-o serie de industrii electrochimice.

Ferite - atunci când oxidul de fier (III) este fuzionat cu carbonați de sodiu sau de potasiu, se formează ferite - săruri ale acidului feros HFeO 2 neobținute în stare liberă, de exemplu, ferită de sodiu NaFeO 2:

În tehnologie, ferite sau materiale feritice sunt numite produse de sinterizare ai pulberilor de Fe 2 O 3 și oxizi ai unor metale divalente, de exemplu, Ni, Zn, Mn.

Feritele au proprietăți magnetice valoroase și rezistență electrică ridicată.

Feritele sunt utilizate pe scară largă în tehnologia comunicațiilor, dispozitive de calcul, în automatizare și telemecanică.

Compuși de fier (VI).

Dacă încălziți pilitura de oțel sau Fe 2 O 3 cu nitrat și hidroxid de potasiu, se formează un aliaj care conține ferat de potasiu K 2 FeO 4 - o sare a acidului de fier H 2 FeO 4, care nu se obține sub formă liberă.

Când aliajul este dizolvat în apă, se obține o soluție roșu-violet, din care feratul de bariu insolubil în apă BaFeO 4 poate fi precipitat prin acțiunea clorurii de bariu.

Toate ferate sunt foarte oxidanți puternici, mai puternic decât KMnO 4 .

Carbonili de fier

Fierul formează compuși volatili cu monoxid de carbon numiți carbonili de fier. Pentacarbonilul de fier Fe(CO) 5 este un lichid galben pal, insolubil în apă, dar solubil în mulți solvenți organici. Fe(CO)5 se obţine prin trecerea CO peste pulbere de fier la 150-200 o C şi o presiune de 100 atm. Când este încălzit în vid, Fe(CO)5 se descompune în fier și CO. Acesta este folosit pentru a produce pulbere de fier de înaltă puritate - fier carbonil.

Aliajele de fier sunt aliaje metalice pe bază de fier. Până la începutul secolului al XIX-lea, Fe-C (cu impurități de Si, Mn, S, P) au fost clasificate ca aliaje de fier, care au fost numite oțeluri și fonte. Cerințele tot mai mari ale tehnologiei pentru materialele metalice, în primul rând în raport cu proprietățile lor mecanice, rezistența la căldură, rezistența la coroziune în diverse medii agresive, au condus la crearea de noi aliaje de fier care conțin Cr, Ni, Si, Mo, W etc.

În prezent, aliajele de fier includ: oțeluri carbon, fonte, oțeluri aliate care conțin alte elemente în plus față de carbon și oțeluri cu proprietăți fizice, chimice și mecanice speciale.

În plus, aliajele speciale de fier, numite feroaliaje, sunt folosite pentru a introduce elemente de aliere în oțel.

În tehnologie, aliajele de fier sunt de obicei numite metale feroase, iar producția lor se numește metalurgie feroasă.

Fonta diferă de oțel prin conținutul său mai mare de carbon și prin proprietățile sale. Este casant, dar are proprietăți bune de turnare. Fonta a devenit mai ieftină. Cea mai mare parte a fontei este prelucrată în oțel.

Elementele introduse special în oțel pentru a-i schimba proprietățile se numesc elemente de aliere, iar oțelul care conține astfel de elemente se numește aliat. Cele mai importante elemente de aliere sunt Cr, Ni, Mn, W, Mo. Aliajele rezistente la căldură pe bază de nichel (nichel care conține nichel și crom și altele) sunt utilizate pe scară largă.

Aliajele de cupru-nichel (cupronickel și altele) sunt folosite pentru a face monede, bijuterii și articole de uz casnic.

Placarea cu nichel a metalelor le oferă un aspect frumos.

Lista literaturii folosite:

1. „Scurtă enciclopedie chimică”.

(editura „Soviet Encyclopedia”, 1963)

2. M.Kh. Karapetyants, S.I. Drakin - „Chimie generală și anorganică”

(Editura „Chimie”, 1981)

3. N.A. Glinka - „Chimie generală”

(Editura „Chimie”, 1975)

4. Manual „Produse chimice nocive, compuși anorganici ai elementelor grupelor V-VIII”.

(Editura „Chimie”, 1989)

5. V.A. Isidorov - „Introducere în ecotoxicologia chimică”

("Khimizdat", 1999)

Fierul este un oligoelement important pentru sănătatea umană, a cărui importanță nu poate fi supraestimată, deoarece face parte din șaptezeci de enzime care protejează celulele corpului. Acest metal este cea mai importantă substanță biologic activă, care are capacitatea de a reduce și oxida rapid.

Fierul este implicat în transportul oxigenului în sânge

Fierul din corpul uman este responsabil pentru „producția” hemoglobinei din sânge, care normalizează nutriția țesuturilor, sistemelor și organelor. Acest lucru se datorează îmbunătățirii circulației sângelui, menținând astfel activitatea și sănătatea organismului.

Menținerea sistemului imunitar;
Activitate fizică crescută;
Întărirea țesutului osos;
Normalizarea circulației sanguine;
Menținerea activității glandei tiroide;
Menținerea și refacerea sistemului nervos central.

Există foarte puțin fier în corpul uman, dar, în ciuda acestui fapt, multe funcții sunt imposibile fără el. Rolul principal al mineralului este producerea de globule albe (limfocite) și roșii (eritrocite). Limfocitele sunt responsabile de imunitate, iar globulele roșii furnizează oxigen sângelui.

Fierul intră în organism direct cu alimente. În alimentele de origine animală, acest mineral se găsește într-o formă ușor digerabilă. Există și alimente vegetale bogate în fier, dar organismul este mai greu să absoarbă oligoelementul din astfel de surse.

Fierul intră în tractul digestiv, unde este afectat de sucul gastric, în urma căruia este absorbit. Absorbția microelementului se realizează direct în duoden, precum și în partea superioară a intestinului subțire. În acest fel, fierul intră în fluxul sanguin, unde se leagă de proteine și, împreună cu fluxul sanguin, este transferat în părțile necesare ale corpului.

Ce alimente conțin fier

100 de grame de carne conțin 2-3 mg de fier

Acidul ascorbic, sorbitolul, fructoza și acidul succinic asigură o mai bună absorbție a fierului în organism. Proteina din soia, dimpotrivă, inhibă absorbția acestui mineral, ceea ce indică necesitatea de a exclude produsul din dietă cu o lipsă de fier în organism. Ceaiul și cafeaua conțin particule care afectează negativ procesul de absorbție a microelementelor, prin urmare, nutriționiștii experimentați recomandă consumul de sucuri după mese, ceea ce afectează în mod favorabil absorbția fierului de către celulele sistemului digestiv.

Surse animale de fier

Produse din carne - vițel, vită, porc, iepure, curcan;
Organe organice - ficat;
Fructe de mare - scoici, melci, stridii;
Pește - macrou, somon roz;
Gălbenuș de ou.

Surse vegetale de fier

Cereale - fulgi de ovaz integral, hrisca;
Leguminoase - fasole rosie;
Legume - sfecla, telina, conopida, rosii, dovleac;
Fructe - mere, pere, caise, struguri, smochine, piersici;
Fructe uscate - caise uscate, prune uscate, curmale, stafide, pere, mere;
Fructe de pădure - mure, afine, căpșuni;
Nuci.

Aportul zilnic de fier

Din cantitatea totală de fier care intră în organism cu alimente, doar 10% este absorbită. Acest lucru se datorează faptului că diferite produse care conțin acest mineral sunt absorbite diferit. La produsele de origine animală, oligoelementul este absorbit mult mai repede și mai bine. Norma zilnică a fierului este stabilită pentru fiecare persoană în mod individual, ceea ce depinde de stilul său de viață și de vârstă.

Valoarea zilnică pentru copii

Corpul copilului are nevoie de 5-15 miligrame, în funcție de grupa de vârstă, cu cât copilul este mai în vârstă, cu atât are nevoie de mai mult mineral.

Valoarea zilnică pentru femei

Organismul feminin cu un stil de viață sănătos și o alimentație bună are nevoie de 20 mg de fier. În timpul sarcinii și în perioada postpartum, necesarul de mineral crește și este de 30 de miligrame pe zi.

Valoarea zilnică pentru bărbați

Corpul masculin are nevoie de 10 până la 15 miligrame de fier. Nevoia de acest oligoelement crește odată cu efortul fizic și cu abuzul de băuturi alcoolice și fumatul.

Lipsa fierului în organism

Deficiența de fier în corpul uman apare în următoarele cazuri:

Perioada de sarcină, creșterea corpului și alăptarea pot duce, de asemenea, la deficit de fier. Deficitul de minerale se poate dezvolta după boli infecțioase, precum și tulburări patologice ale florei intestinale.

Absența produselor din carne în dietă și predominanța culturilor de rădăcină și a cartofilor duc la probleme grave asociate cu deficiența de microelement.

Consecințele deficitului de fier

Dezvoltarea slăbiciunii musculare și dificultății de respirație;
Uscarea pielii;
Apariția prematură a ridurilor;
Fragilitatea părului și a unghiilor;
tulburări de memorie;
Iritabilitate excesivă;
Somnolenţă;
Scăderea capacității de concentrare.

Persoanele care suferă de deficiență de fier în organism se caracterizează prin piele palidă și tendință la leșin și amețeli frecvente.

Excesul de fier în organism

Un exces de fier în organism duce, de asemenea, la consecințe neplăcute, deoarece acest microelement are capacitatea de a se acumula în organele interne ale unei persoane: inimă, ficat, pancreas. O astfel de acumulare poate duce la deteriorarea țesuturilor organelor interne, precum și la o încălcare a funcțiilor lor fiziologice.

Video de pe internet

Motive pentru supradozaj

Creșterea absorbției fierului de către intestine;
Unii factori ereditari;
transfuzie masivă de sânge;
Utilizarea necontrolată a preparatelor care conțin fier.

Preparate care conțin fier

Preparatele de fier sunt un grup de medicamente care conțin săruri și complecși de compuși de microelement, sau combinații ale acestuia cu alte minerale. Practic, aceste medicamente sunt utilizate pentru prevenirea și tratamentul anemiei cu deficit de fier.

Medicamentele care conțin acest mineral trebuie prescrise de un medic după efectuarea testelor necesare. Autoadministrarea fierului sub formă de medicamente poate dăuna foarte mult sănătății.

Reguli pentru administrarea suplimentelor de fier

Bea o cantitate mică de apă;
Nu luați pe cale orală cu preparate de calciu, tetracicline, cloramfenicol, precum și antiacide (almagel, fosfalugel etc.);
Nu creșteți doza chiar și după ce ați sărit peste o doză.

Efectele secundare de la administrarea unui preparat de fier sunt exprimate sub formă de înroșire a pielii, greață, scăderea apetitului, constipație sau diaree, colici intestinale și eructații. În acest caz, utilizarea medicamentelor trebuie oprită.

O atenție deosebită atunci când luați medicamente din acest mineral trebuie observată în copilărie, deoarece o supradoză de fier (300 miligrame pe zi) poate fi fatală.

În prezent, sunt cele mai populare următoarele preparate de fier, care au cea mai precisă doză de mineral și au un minim de efecte secundare asupra organismului:

Conferon (Conferon) - producție maghiară, eliberarea a 50 de capsule, fiecare dintre ele conține dioctilsulfosuccinat de sodiu - 35 mg și sulfat de fier (II) - 250 mg fiecare (50 miligrame de fier elementar). Sodiul promovează absorbția fierului în organism și îi crește eficacitatea terapeutică. Este prescris pentru anemie cu deficit de fier de diferite etiologii.
Feracryl (Feracrylum) - conține o sare incompletă de fier a acizilor poliacrilici. Este produs sub formă de plăci fragile sticloase de culoare galbenă sau maro închis. Este dificil de dizolvat în apă. Folosit pentru a forma cheaguri cu proteine din sânge. Este folosit ca agent hemostatic local.
Ferrum Lek (Ferrum Lek) - un preparat de fier pentru injecții intravenoase și intramusculare, producție iugoslavă. Calculul dozei de medicament se face individual pentru fiecare pacient.
Hemostimulin (Haemostimulin) - este prescris pentru stimularea sângerării și tratarea anemiei hipocrome de diverse etiologii. Produs sub formă de tablete. Conține lactat feros în cantitate de 0,246 grame.

Mineralele feroase plutesc sub influența reactanților - acizi oleici naftenici, oleat de sodiu, sticlă lichidă; Recent, kerosenul oxidat a fost folosit cu succes. Pentru flotarea minereurilor de mangan se folosesc reactivi: acid oleic, ulei de soia, săpun, sticlă solubilă, sifon.
Se deosebește de alte minerale feruginoase prin linia roșu-cireș rămasă pe porțelanul nesmălțuit. Hematitul este un mineral rezistent chimic care formează depozite puternice de minereu de fier, care este o materie primă valoroasă pentru producerea fierului și a oțelului. Zăcăminte cunoscute de minereuri de hematită sunt situate în zona anomaliei magnetice Kursk, în nordul Uralului, în Ucraina.
Mineralele feruginoase libere sunt mereu prezente în caolin, care au un indice de refracție de 2 2 - 2 4 și sunt intens colorate, ceea ce, chiar și cu un conținut redus, conferă caolinului o mare varietate de nuanțe de la galben deschis la maro și roșu-brun. Proprietățile optice ale caolinului sunt, de asemenea, foarte influențate de mineralele de titan, care, chiar și în cantități mici (nu mai mult de 1%), îi pot afecta calitatea.
Un conținut ridicat de cuarț, precum și minerale feruginoase și alte impurități, reduce calitatea argilelor refractare și a caolinilor, ceea ce în unele cazuri necesită îmbogățirea acestora.
Conform compoziției mineralogice, partea principală a nămolului este mineralele feruginoase: hematit, magnetit, ferită de calciu și pirita, există și cuarț, silicați, carbonați (var) și fragmente de boabe de origine organică - coxic. Cel mai comun mineral este hematitul. Granulele de hematit au o formă neregulată, dimensiunea lor variază de la fracțiuni de micron la 0,15 mm, în medie 0,03 mm. Hematitul este reprezentat în principal de boabe libere; mai puțin frecvente sunt intercreșteri de hematit și cuarț, precum și boabe mici de hematit cimentate de un liant vitros (olivină). Magnetita reziduală se observă în cele mai mari boabe de hematită. Nu există granule libere de magnetit.
Rocile de minereu de fier sunt de obicei colorate maro, galben-brun, verzui-brun, in functie de culoarea mineralelor de fier care le compun.
Acestea conțin, de obicei, alături de oxizii indicați de potasiu și sodiu, diverse impurități, dintre care cele mai dăunătoare sunt oxizii de fier, piritele de sulf și mineralele feruginoase, dând feldspaților o culoare galbenă sau roz. Feldspatul crește refractaritatea smalțului, crește rezistența chimică a acestuia și sporește opacitatea acestuia în prezența fluorului și a silicofluorurii de sodiu. La topirea smalțului, dimensiunea șlefuirii spatelui joacă un rol foarte important. Cu cât spatele este mai zdrobit, cu atât amestecul se topește mai ușor.
Printre impurități se numără și silice sub formă de cuarț și opal, mai rar calcedonie, dioxid de titan sub formă de rutil și ilmenit, fier sub formă de diferite minerale feruginoase: limonit, hematit, siderit etc. Unii caolini conțin mineralele gibbsite. și diaspore, drept urmare au un conținut ridicat de oxid de aluminiu.
În plus, la soluția de argilă se adaugă agenți de greutate speciali pentru a aduce densitatea acesteia la 1 6 - 2 0 kg / dm3 în loc de 1 2 pentru o soluție convențională. Mineralele feroase (magnetit, hematit), baritul, concentratul de praf de furnal sunt utilizate ca agenți de ponderare. O astfel de soluție cu agenți de ponderare este utilizată în cazul în care presiunea din puț se dovedește a fi anormal de mare sau în zona aproape inferioară, soluția începe să fie saturată cu gaz sau petrol care intră în ea.
Sursa de fier este rocile cristaline care conțin numeroase minerale feruginoase. În timpul proceselor de intemperii, fierul trece în hidroxid și este transportat de apă sub formă de suspensie mecanică și coloizi de hidroxid de fier. Parțial, transferul se realizează sub formă de sulfați și bicarbonați de fier feros. Fierul astfel adus este distribuit în corpurile de apă după legile diferențierii mecanice în funcție de hidrodinamica bazinului. Deoarece particulele în suspensie și coloizii sunt mici, cele mai mari cantități (Clarke) de fier sunt observate în argilă; precipitare.
Wollastonitul apare în principal în calcare marmorate sau în șisturi calcaroase. Ca impurități, este însoțit de cuarț, minerale feruginoase, granate calcaroase, diopside, vezuvian și alte minerale.
Cele mai convenabile pentru identificarea condițiilor sau fluctuațiilor situației redox sunt mineralele feruginoase larg răspândite în natură, precum și pentru identificarea reacției mediului, mineralele din grupa argilelor și mineralele carbonatice.
Potrivit unui rezumat alcătuit de E. M. Bonshtedt, zăcămintele de nefeline ale URSS sunt clasificate după cum urmează. Acumulările uriașe ale tundrei Khibiny au o importanță industrială incontestabilă aici: 1) nisipuri nefeline, spălate și purificate în mare parte din minerale feruginoase, produse ale ingineriei mecanice. Imandra între st. Khibiny și Imandra, compunând Pernele mari și mici de nisip; potrivit lui P. A. Borisov, rezerva totală de nisipuri nefeline este de până la 900.000 de tone; contin pana la 60 - 70% nefelina; chimic Legături separate ale acestui arc sunt puternicele intruziuni Kuelspor și Poris-Chorra. Compoziția mineralogică a acestor roci este dată în tabel. 3 (conform lui V.
Caracteristicile materiilor prime de argilă în funcție de conținutul de fracțiuni fine (conform GOST 9169 - 75.
În funcție de dimensiunea incluziunilor cu granulație grosieră, argilele sunt împărțite în grupuri cu incluziuni mici (mai puțin de 1 mm), medii - de la 1 la 5 mm, mari - peste 5 mm. După tipul de incluziuni de dimensiuni mari, argilele sunt împărțite în grupuri cu includerea de fragmente de rocă (granit, ardezie, cuarțite etc.); minerale feruginoase; gips; carbonați (calciu, dolomit etc.); reziduuri organice și cărbune. În funcție de conținutul de cuarț liber, materiile prime de argilă sunt împărțite în grupe cu conținut scăzut (până la 10%), mediu (peste 10 până la 25%) și ridicat (peste 25%) de cuarț.
Rocile feroase includ minereuri de fier de geneză sedimentară, oxid, carbonat, silicat și diverse formațiuni feruginoase - orshteine, orzands, precum și placeri de nisip bogat în minerale feruginoase.
Coeficienți de selectivitate (A perechi de cationi metal greu - Ca2 (conform lui V.S. Gorbatov. În timpul intemperiilor oxidative și al formării solului, se formează și se acumulează în biosferă minerale de fier (III), în principal oxizi și hidroxizi, slab solubili și relativ inerți din punct de vedere geochimic. Multe minerale de fier (II) se găsesc în sol) și fier (III), inclusiv oxizi: hematit Fe2O3, magnetit FeO Fe2O3; maghemită Fe2O3; hidroxizi: goethit FeOOH, limonit 2Fe2O3 ZH2O; sulfuri; minerale feroginoase acide: jarosit [NaKF] 12 (SO4) 4l, feronatrit [Na3Fe (SO4) 3 ZH2O], fosfați, silicați, arseniați de fier, compuși organo-ferosi, precipitate amorfe de hidroxizi.
În stadiul proterozoic, care a durat 1 -: 15 miliarde de ani, activitatea vulcanică a fost mai puțin intensă, diverse sedimente s-au acumulat în oceane și mări. În unele bazine de apă din Proterozoic s-au dezvoltat intens diverse organisme (de exemplu, bacterii care precipită fierul, alge etc.), datorită cărora sedimentele s-au îmbogățit în fier sau carbonați. De aceea, în zăcămintele proterozoice minerale feruginoase (minereuri și feruginoase) cuarțite ale anomaliei magnetice Kursk, Canada etc., se găsesc destul de des straturi groase de calcare, adesea alge și dolomite, iar uneori straturile intermediare de shungite - prototipul de cărbuni viitori. În multe zone ale lumii, zăcămintele proterozoice au fost scufundate la adâncimi mari, grav deformate și pătrunse cu magmă încinsă, în urma cărora au fost foarte schimbate și transformate în gneisuri, cuarțite și alte roci metamorfice.
Îmbogățirea mecanică convențională nu oferă concentrate de înaltă calitate din astfel de produse în combinație cu o recuperare satisfăcătoare. Deși este puțin probabil ca toate posibilitățile de îmbogățire mecanică a amestecurilor de minerale feruginoase să fi fost epuizate, trebuie să presupunem că soluția acestei probleme este foarte dificilă și va necesita cercetări îndelungate asupra unor metode fundamental noi bazate pe utilizarea subtilă a diferențelor în proprietățile fizico-fizico-chimice ale mineralelor feruginoase. În aceste condiții, metodele de dizolvare selectivă a mineralelor feruginoase păstrând în același timp mineralele valoroase ale metalelor rare în reziduul insolubil sunt de o importanță deosebită.
Sub formă de impurități aleatorii, fierul metalic intră în minereu în timpul forării sau prelevării și măcinarii unei probe. Dacă minereul de fier nu conține magnetită, maghemită, pirotită sau alte minerale cu proprietăți magnetice, fierul metalic poate fi îndepărtat din minereu cu ajutorul unui magnet. Trebuie avut în vedere faptul că o serie de minerale feruginoase, cum ar fi, de exemplu, hematitul (martită și luciu de fier), goethit, hidrogoethit, hidrohematit și altele, au capacitatea de a fi magnetizate într-un câmp electromagnetic.
S-a găsit și Uzyanbash, mineralizare de mangan de acest tip. Aici, pe latura de est a aceleiași autostrăzi, p.p. Sermenevo-Askarovo a expus o crustă eluvială de intemperii argilos-cauciunos, probabil pe siltstones de cuarț și cuarțit-gresii. Depozitele libere au o culoare maro-gălbui strălucitoare, indicând un conținut crescut de minerale de fier în rocile originale. În fragmentele eluviale ale depozitelor gazdă se găsesc adesea depozite de oxizi de mangan și uneori mici bucăți de filon diseminate în minereu continuu de mangan.
Desigur, în nisip pot fi găsite și alte substanțe pietroase, nealterate de apă sau greu de schimbat de apă, dar întrucât acestea din urmă sunt mai mult sau mai puțin supuse modificării în timpul acțiunii prelungite a apei, nu este neobișnuit ca nisipurile să conțin doar cuarț aproape pur. Nisipul obișnuit dintr-un amestec de minerale străine are o culoare galbenă sau brun-roșcată, în funcție de mineralele feruginoase și argila feruginoasă. Cel mai pur nisip, sau așa-numitul nisip de cuarț, se întâlnește însă destul de rar și se caracterizează prin incoloritatea lui și prin faptul că, agitat cu apă, nu dă turbiditate, care prezintă un amestec de argilă; atunci când este fuzionat cu baze, dă o sticlă incoloră, motiv pentru care este un material valoros pentru producția de sticlă.
Nefelina intră în compoziția acestor roci ca o parte esențială; la producerea concentratelor de apatită se obțin steril cu un conținut de 70 - 75% nefelină. Venele de urtit și iolit se găsesc și în tundra Lovozero, mai puțin explorată; roci nefeline venoase se găsesc și pe coasta Mării Albe, pe Peninsula Turie, în Golful Cheshskaya etc. O altă zonă de acumulare de roci nefeline este Uralul de Sud, unde sienite-miassite nefeline compun o bandă meridională de cca. . Munții Ilmensky, Munții Cireș etc. În compoziția miascitelor, nefelina este de numai 20 - 25% cu un conținut destul de mare de minerale feroginoase neferoase; deci practic.
Acest lucru poate fi stabilit numai prin analiză mineralogică, prin studiul direct al mineralelor authogene în secțiuni subțiri, ceea ce face posibilă dezvăluirea întregului curs al formării mineralelor authogene și, prin urmare, determinarea schimbării condițiilor geochimice în diferite stadii de litogeneză. Prin urmare, datele analizei chimice trebuie interpretate numai împreună cu datele studiilor mineralogice și petrografice. Luând în considerare acest lucru și, de asemenea, folosind un material faptic uriaș privind regiunile petroliere și gaziere din Uzbekistan, noi (A. M. Akramkhodzhaev și X. Kh. Avazkhodzhaev) ne-am propus să distingem șase tipuri de setări geochimice, determinate de raportul dintre formele reactive ale fierului , minerale de fier singenetice și diagenetice și conținutul de OM rezidual .
Cu toate acestea, există momente în care presiunea gazului sau a uleiului este mult mai mare decât presiunea hidrostatică pentru o anumită adâncime. Pentru a preveni țâșnirea, în aceste cazuri se folosesc soluții de argilă ponderată. Pentru a face acest lucru, la soluție se adaugă substanțe fin măcinate de înaltă densitate. Astfel de substanțe includ minerale feruginoase magnetit și hematit, concentrat de praf de furnal și barit.
În același timp, comparând caracteristicile câmpurilor magnetice și gravitaționale, se poate observa că această zonă este caracterizată de anomalii gravitaționale negative intense, iar regiunea depresiunii South Apsheron are un extremum regional, gravitațional, negativ. Toate acestea nu par să fie în favoarea dezvoltării corpurilor dense active magnetic aici, la baza secțiunii sedimentare și necesită o căutare a unei alte explicații pentru câmpul slab pozitiv din zona Caspică de Sud. Ca atare, se poate lua în considerare influența unui conținut crescut de minerale active magnetic, în primul rând feruginoase, în compoziția unei secțiuni nisipos-argilose neconsolidate din Cenozoic din depresiunea Caspică de Sud. Dovada indirectă în acest sens este caracteristicile geochimice ale sedimentelor moderne de fund, care arată un conținut crescut de magnetit plastic și titanomagnetit în nisipuri și minerale feruginoase din rocile argiloase, precum și un conținut crescut de fier în reziduurile de cenușă ale uleiurilor din zona Caspică de Sud. , dintre care unele ar putea fi captate de fluidul din rocile gazdă.
Prezența fierului metalic în minereul de fier este un fenomen foarte rar. Sub formă de fier nativ (palazit), se găsește în unele depozite magmatice. Sub forma unei impurități, fierul metalic intră în minereu în timpul forării sau prelevării și măcinarii unei probe. Dacă minereul de fier nu conține magnetit, maghemită, pirotită sau alte minerale care au proprietăți magnetice, fierul metalic poate fi îndepărtat din minereu cu ajutorul unui magnet. Trebuie avut în vedere faptul că o serie de minerale feruginoase, cum ar fi hematitul (martită și luciu de fier), goethit, hidrogoethite, hidrohematit și altele sunt magnetizate într-un câmp electromagnetic. În astfel de cazuri, fierul metalic nu poate fi îndepărtat cu un magnet și trebuie determinat împreună cu FeO și Fc20s, așa cum este indicat mai jos.

Wöhler a efectuat o serie de studii importante asupra titanului, acest element foarte comun în scoarța terestră, un uriaș valoare practică care apare numai în vremea noastră. Descoperirea titanului este asociată în primul rând cu numele excelentului analist mineral W. Gregor, care a stabilit în 1789 că un element necunoscut anterior era prezent în rutil. Klashchrot în 1795 a descoperit că unele minerale feruginoase conțin un pământ nou - oxid de titan. Numele elementului a fost dat de Klaproth.
Următoarea etapă de prospectare și explorare, concentrată în principal pe căutarea zăcămintelor adânci de petrol și gaze în zonele de sud, centru și nord, a dus la descoperirea câmpului Niyazbek din Ter-gachi. Căutarea acumulărilor profunde și ultra-profunde de petrol și gaze este asociată cu principalele perspective pentru potențialul petrolului și gazelor din depresiunea Fergana. ZÂMPUL PETROLII FEREIDUN-MARDJAN - este situat în apele Golfului Persic, la granița dintre Arabia Saudită și Iran, la nord-est de câmpul Zuluf, la coborârea ridicării Arabia Centrală și este limitat la o cupolă de 24 X X 24 km. Gresiile apartamentului Burgan sunt și ele purtătoare de petrol. FERROLIȚI - roci chemogene, 50% sau mai mult compuse din diverse minerale feruginoase.
Următoarea etapă de prospectare și explorare, concentrată în principal pe căutarea zăcămintelor adânci de petrol și gaze în zonele de sud, centru și nord, a dus la descoperirea câmpului Niyazbek și Ter-gachi. Căutarea acumulărilor profunde și ultra-profunde de petrol și gaze este asociată cu principalele perspective pentru potențialul petrolului și gazelor din depresiunea Fergana. ZÂMPUL PETROLII FEREIDUN-MARDJAN - este situat în apele Golfului Persic, la granița dintre Arabia Saudită și Iran, la nord-est de câmpul Zuluf, la coborârea ridicării Arabia Centrală și este limitat la o cupolă de 24 X X 24 km. Gresiile apartamentului Burgan sunt și ele purtătoare de petrol. FERROLIȚI - - roci chemogene, 50% sau mai mult compuse din diverse minerale feruginoase.
Serpentinitele au o structură reticulata și buclă. În primul caz, ele constau din y-lizardite în formă de pană, care este bine diagnosticată prin alungire negativă. Golurile dintre pene de y-lizardite sunt umplute cu serpofit izotrop. Structura în buclă este caracteristică a-lizarditelor. Serpentinitele conțin și crisotil. Are tendința de a umple crăpăturile și este o formațiune ulterioară. Potrivit lui A.A. Alekseev / 1976 /, serpentinitele din masivul Kiryabinsky sunt compuse din minerale mai feruginoase în comparație cu roci similare din complexul Birsa.
Recalculare analize chimice flogopitul din depozitele de flogopit a arătat că o creștere a conținutului nu numai de FeO, ci și de Fe2O3 este însoțită de o scădere a conținutului de magnezie și de o creștere a conținutului de alumină (Korzhinsky, 1945b, p. Presupunând că un fier feros este izomorfe cu magneziul, punctele de compoziție ale flogopitelor se împrăștie într-o măsură mai mare. Unii autori au sugerat că inițial tot fierul din mica fero-magneziană, precum și hornblenda și unii piroxeni, ar putea fi în stare feroasă, izomorfă cu magneziu, urmată de oxidarea unei părți a fierului cu scăderea temperaturii.Fe/Mg în grupul (MgFe) duce la o modificare a compoziției acestor minerale în raport cu alte componente;în special în flogopite duce la creșterea conținutului de alumină. Acest lucru ne lipsește de posibilitatea unei transmiteri precise într-o singură diagramă (fig. pentru depozitele de flogopit, care apar printre rocile mai feruginoase, de exemplu, printre amfibolitele piroxene, nu numai că sunt caracteristice mai multe minerale feruginoase, ci și rapoartele paragenetice ale mineralelor se modifică. Și anume, în locul asocierii diopside, flogopitul de scapolit (Fig.

Geochimia fierului

elev 9 clasa „B”.

Raevski Georgy

Fierul nu este doar cel mai important metal al naturii din jurul nostru, este baza culturii și industriei, este un instrument de război și muncă pașnică. Și este greu de găsit un alt element în întregul tabel periodic care ar fi atât de legat de destinele trecute, prezente și viitoare ale omenirii.

Academicianul Alexander Evgenievich Fersman, un remarcabil geochimist, mineralog, geograf și călător sovietic

Ce este geochimia?

Scriitorul erudit roman, autorul „Istoriei naturale” Pliniu cel Bătrân a scris: „Minele de minereu de fier oferă omului cea mai excelentă unealtă. Căci cu această unealtă tăiem pământul, cultivăm grădini fertile și, tăind viță de vie sălbatică cu struguri, îi forțăm să cedeze în fiecare an. Cu acest instrument construim case, spargem pietre și folosim fier pentru toate astfel de nevoi.

Mineralele, inclusiv fierul, erau apreciate nu numai la începutul erei creștine, pe vremea lui Pliniu. În secolul nostru, de neconceput fără dezvoltări științifice și tehnice și industrie dezvoltată, importanța lor a crescut și mai mult. Dar pentru ca omenirea să primească elementele necesare în cantități suficiente, acestea trebuie să fie minate în mod constant. Și pentru aceasta trebuie să cunoașteți modelele de distribuție a elementelor chimice pe planeta Pământ.

Studiul acestor modele este ocupat de diverse științe, printre care locul principal este ocupat de geochimie - știința compoziției chimice a Pământului, legile distribuției elementelor și izotopilor lor și procesele de formare a rocilor, solurilor. și ape naturale. (Dacă este cineva interesat, știința cosmochimiei este angajată în aceeași cercetare în spațiul extraterestră). Deoarece elementele chimice sunt conținute în scoarța terestră sub formă de minereuri și minerale, geochimia, pe de o parte, este sora chimiei și, pe de altă parte, este în contact strâns cu geologia. Și una dintre principalele domenii ale geologiei este studiul distribuției mineralelor în scoarța terestră. Prin urmare, geochimia este adesea considerată ca un fel de domeniu științific hibrid care a apărut la granița geologiei și chimiei. Deci această „ecuație” va fi parțial adevărată: „geochimie = geologie + chimie” - dar numai parțial.

Termenul de „geochimie” a apărut în ultimul sfert al secolului al XIX-lea. Probabil că a fost introdus în uz științific de către unul dintre primii geochimiști profesioniști, omul de știință american Frank Clark (1847-1931), care este numit părintele geochimiei.

Remarcabilul om de știință rus V. I. Vernadsky este considerat pe drept unul dintre fondatorii geochimiei moderne. În 1927, a descifrat conținutul acestei științe astfel: „Geochimia studiază elementele chimice, adică atomii scoarței terestre și, pe cât posibil, ai întregii planete. Studiază istoria lor, distribuția și mișcarea lor în spațiu-timp, relațiile lor genetice pe planeta noastră.”

În prezent, cea mai comună viziune asupra subiectului și conținutului geochimiei este următoarea: geochimia modernă studiază distribuția și conținutul elementelor chimice în minerale, minereuri, roci, soluri, ape și circulația atmosferică a elementelor din natură pe baza proprietăților. a atomilor și ionilor lor.

Fierul este unul dintre cele mai comune elemente din sistemul solar, în special pe planetele terestre, în special pe Pământ. O parte semnificativă din fierul planetelor terestre se află în nucleele planetelor, inclusiv Pământul, unde conținutul său ajunge la 90%. Conținutul de fier din scoarța terestră este de la 4 până la 5%, iar în manta aproximativ 12%. Dintre metale, fierul este al doilea după aluminiu în abundență în crustă. În același timp, aproximativ 86% din tot fierul se află în miez și 14% în manta.

Conținutul de fier crește semnificativ în rocile magmatice din compoziția de bază, unde este asociat cu piroxen, amfibol, olivină și biotit. În concentrații industriale, fierul se acumulează în timpul aproape tuturor proceselor exogene și endogene care au loc în scoarța terestră. În apa de mare, fierul este conținut în cantități foarte mici de 0,002 - 0,02 mg/l. În apa râului, este puțin mai mare - 2 mg / l.

Fierul joacă un rol important în biosferă, deoarece atomul de fier face parte din hemoglobina, proteina globulelor roșii din organismele superioare. Hemoglobina este implicată în livrarea de oxigen către țesuturi și celule.

Se crede că fierul, împreună cu nichelul, cobaltul și oxigenul (conform unei alte teorii, hidrogenul) face parte din miezul pământului. Presiunea din centrul Pământului este colosală (aproximativ 3 milioane de atmosfere), iar proprietățile acestor elemente, inclusiv fierul, ar trebui să devină neobișnuite. Oamenii de știință cred că sub astfel de compresii, hidrogenul devine un metal, iar structura electronică a fierului și a altor atomi de metal (în primul rând învelișurile exterioare de electroni) se poate schimba foarte mult. Cu toate acestea, deși scriitorii de science fiction au descris deja călătoria către centrul Pământului de multe ori, nu putem studia direct compoziția nucleului pământului: geochimiștii o judecă pe baza datelor indirecte.

Proprietățile geochimice ale fierului

Cea mai importantă caracteristică geochimică a fierului este prezența mai multor stări de oxidare. Fierul sub formă neutră - metalică - alcătuiește nucleul pământului, posibil prezent în manta și foarte rar întâlnit în scoarța terestră. Fierul feros FeO este principala formă de fier din mantaua și scoarța terestră. Oxidul de fier Fe2O3 este caracteristic părților superioare, cele mai oxidate, ale scoarței terestre, în special, rocilor sedimentare.

În ceea ce privește proprietățile chimice ale cristalului, ionul Fe2+ este aproape de ionii Mg2+ și Ca2+, alte elemente principale care alcătuiesc o parte semnificativă a tuturor rocilor terestre. Datorită asemănării lor chimice cristaline, fierul înlocuiește magneziul și, parțial, calciul în mulți silicați. Conținutul de fier în minerale cu compoziție variabilă crește de obicei odată cu scăderea temperaturii.

minerale de fier

În scoarța terestră, fierul este larg distribuit - reprezintă aproximativ 4,1% din masa scoarței terestre (locul 4 între toate elementele, al 2-lea între metale). În mantaua și scoarța terestră, fierul este concentrat în principal în silicați, în timp ce conținutul său este semnificativ în rocile bazice și ultrabazice și scăzut în rocile acide și intermediare.

Se cunosc un număr mare de minereuri și minerale care conțin fier. Minereurile sunt minerale naturale care conțin fier în astfel de cantități și compuși, în care extracția industrială a metalului din acestea este fezabilă din punct de vedere economic. Conținutul de fier din minereurile industriale variază într-o gamă largă - de la 16 la 70%. În funcție de compoziția chimică, minereurile de fier sunt utilizate pentru topirea fierului în forma lor naturală sau, dacă conțin mai puțin de 50% Fe, după îmbogățire. Majoritatea minereurilor de fier sunt folosite pentru topirea fierului, oțelului și feroaliajelor. În cantități relativ mici, ele sunt utilizate ca vopsele naturale (ocru) și agenți de greutate pentru noroiurile de foraj.

De cea mai mare importanță practică sunt minereul de fier roșu (hematit, Fe2O3; conține până la 70% Fe), minereul de fier magnetic (magnetit, FeO.Fe2O3, Fe3O4; conține 72,4% Fe), minereul de fier brun sau limonitul (goethit și hidrogoethit și hidrogoethit, respectiv FeOOH și FeOOH nH2O). Goethit și hidrogoethite se găsesc cel mai adesea în crusta de intemperii, formând așa-numitele „pălării de fier”, a căror grosime ajunge la câteva sute de metri. De asemenea, pot fi de origine sedimentară, căzând din soluțiile coloidale din lacuri sau zonele de coastă ale mărilor. În acest caz, se formează minereuri de fier oolitice sau leguminoase. Acestea conțin adesea vivianit Fe(3PO4)2 8H2O, care are forma de cristale negre alungite și agregate radiale radiale.

În natură, sunt răspândite și sulfurile de fier - pirita FeS2 (pirite de sulf sau fier) și pirotita. Nu sunt minereu de fier - pirita este folosită pentru a produce acid sulfuric, iar pirotita conține adesea nichel și cobalt.

Alte minerale comune de fier sunt:

· Siderita - FeCO3 - contine aproximativ 35% fier. Are o culoare alb-gălbuie (cu o tentă gri sau maro în caz de contaminare).

Marcazit - FeS2 - contine 46,6% fier. Apare sub formă de cristale rombice bipiramidale, de culoare galbenă, ca alama.

Lollingita - FeAs2 - conține 27,2% fier și apare sub formă de cristale rombice bipiramidale de culoare alb-argintiu.

Mispikel - FeAsS - conține 34,3% fier. Apare sub formă de prisme monoclinice albe.

Melanteritul - FeSO4 7H2O - este mai rar întâlnit în natură și este de culoare verde (sau gri din cauza impurităților) cristale monoclinice cu un luciu vitros, fragile.

Vivianita - Fe3(PO4)2 8H2O - apare ca cristale monoclinice de culoare albastru-gri sau verde-gri.

Scoarța terestră conține și alte minerale de fier mai puțin obișnuite, de exemplu:

Principalele zăcăminte de minereu de fier

Principalele zăcăminte de fier sunt în Australia, Brazilia, Venezuela, India, Canada, Liberia, Rusia, SUA, Franța, Suedia.

În ceea ce privește rezervele de minereu de fier, Rusia ocupă unul dintre primele locuri din lume.

Principalele zăcăminte de minereu de fier de pe harta geologică a lumii

Fapt geochimic interesant:

Foarte puține elemente apar în natură sub formă liberă. În această formă ei sunt numiți nativi. Metalele și majoritatea nemetalelor se combină cu alte elemente, în special oxigenul, foarte ușor. Prin urmare, în scoarța terestră, ele sunt aproape întotdeauna într-o formă legată, ca parte a diferiților compuși. Fierul este un element foarte activ, ușor de oxidat, mai ales în prezența umezelii. Cu toate acestea, fierul nativ se găsește în natură. Acesta este un caz cu totul excepțional, deoarece fierul în forma sa nativă intră în scoarța terestră ca parte a meteoriților.

Și iată ce spune academicianul Fersman într-o carte populară despre geochimia fierului:

„Fierul aparține celor mai importante metale ale universului. Îi vedem liniile în toate corpurile cosmice, ele sclipesc pentru noi în atmosferele stelelor încinse în roșu, vedem atomi de fier furtunos care se prăbușesc pe suprafața solară, ei cad către noi în fiecare an sub formă de praf cosmic fin, sub forma a meteoriților de fier. În statul Arizona, în Africa de Sud, în bazinul nostru Podkamennaya Tunguska, au căzut mase grandioase de fier nativ, acest metal cel mai important al universului. Geofizicienii spun că întregul centru al pământului constă dintr-o masă de fier nichel și că scoarța noastră terestră are aceeași scară cu acele zguri vitroase care curg dintr-un furnal în timpul topirii fierului.

… Geochimiștii ne dezvăluie istoria fierului. Ei spun că până și scoarța terestră este 4,2% fier, că dintre metale doar aluminiul este mai mult în natura din jurul nostru decât fierul. Știm că face parte din acele mase topite care, sub formă de roci de olivină și bazalt, se solidifică în adâncuri ca cele mai grele și primordiale roci. zăcământ mineral de geochimie a fierului

Știm că în rocile de granit rămâne relativ puțin fier, ceea ce este indicat de culorile lor luminoase - alb, roz, verde. Dar mai departe suprafața pământului reacțiile chimice complexe acumulează încă rezerve uriașe de minereu de fier. Unele dintre ele se formează în zonele subtropicale, unde perioadele de ploi tropicale sunt înlocuite cu zile însorite strălucitoare ale unei veri fierbinți, unde tot ce este solubil este spălat din roci și se formează acumulări mari - cruste de minereuri de fier și aluminiu.

Știm cum apele furtunoase care conțin materie organică aduc cantități uriașe de fier din diverse roci pe fundul lacurilor din țările nordice, de exemplu, Karelia noastră; pe fundul lacurilor, unde curge apa, mazărea sau concrețiile întregi de fier sunt depuse cu participarea unor bacterii speciale de fier... Așadar, în mlaștini, în adâncurile mării, în timpul lungii istorii geologice a Pământului nostru, acumulări de minereuri de fier s-au format; și nu există nicio îndoială că în unele cazuri animale și viata vegetala a influenţat formarea acestor depozite.

Așa s-au format marile zăcăminte Kerci; așa s-au format, după toate probabilitățile, uriașele rezerve de minereu de fier ale Krivoy Rog și anomalia magnetică Kursk.

Minereurile acestor ultime două zăcăminte au fost depuse de apele mărilor antice cu atâta timp în urmă, încât suflarea fierbinte a adâncurilor a reușit să-și schimbe structura, iar în locul minereului de fier brun, ca în Kerci, vedem aici minereuri negre modificate, constând din luciu de fier (hematit sau minereu de fier roșu) și fier magnetic.

Rătăcirea fierului nu se oprește la suprafața pământului. Adevărat, foarte puțin din el se acumulează în apa de mare; și pe bună dreptate se spune că această apă aproape că nu conține fier. Cu toate acestea, în condiții deosebite, excepționale, chiar și pe mare, în golfuri de mică adâncime, se depun sedimente feruginoase, zăcăminte întregi de minereu de fier, care se găsesc și într-o serie de zăcăminte marine antice. Așa s-au format faimoasele noastre zăcăminte de minereu de fier în Ucraina, lângă Khopra, Kerch și Ayati. Dar pe suprafața pământului - în pâraie, râuri, lacuri, mlaștini - fierul rătăcește peste tot; iar plantele găsesc întotdeauna pentru ele însele acest element chimic important, fără de care viața plantelor este imposibilă. Încercați să privați ghiveciul de flori de fier și veți vedea că florile își vor pierde în curând culorile și mirosul, frunzele se vor îngălbeni, vor începe să se usuce ...

... Deci, într-o plantă, într-un organism viu, ciclul fierului pe pământ este încheiat, iar globulele roșii din sângele uman sunt una dintre ultimele etape ale rătăcirii acestui metal, fără de care nu există nici viață, nici pașnic. muncă.

Viitorul fierului

Epoca fierului - o epocă care a început în istoria primitivă a omenirii, când a apărut metalurgia fierului și fabricarea uneltelor din fier - continuă. Aproximativ toate cele nouăzeci de metale și aliaje folosite de omenire sunt bazate pe fier. Fierul este topit în lume de aproximativ 50 de ori mai mult decât aluminiul, ca să nu mai vorbim de alte metale. Materiale plastice? Dar în timpul nostru, ei îndeplinesc cel mai adesea alte funcții în diferite modele și dacă, în conformitate cu tradiția, încearcă să le introducă în rangul de „înlocuitori de neînlocuit”, atunci cel mai adesea înlocuiesc metalele neferoase, nu feroase. cele. Doar câteva procente din materialele plastice pe care le consumăm înlocuiesc oțelul.

Aliajele pe bază de fier sunt universale, avansate din punct de vedere tehnologic, disponibile și ieftine în vrac. De asemenea, materia primă de bază a acestui metal nu provoacă îngrijorare: oamenii au suficiente rezerve deja explorate de minereu de fier. În plus, oamenii de știință sunt încrezători că descoperirile care vor fi făcute în domeniul geochimiei fierului (și în viitor - cosmochimiei fierului) vor oferi omenirii noi surse ale acestui element de neînlocuit. Cercetările în acest domeniu al geochimiei sunt necesare deoarece fierul poate fi numit fundamentul civilizației noastre fără exagerare.

Literatură

1) Wikipedia, articolul „Iron”

2) Marea Enciclopedie Sovietică, articolul „Minereu de fier”

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

Fierul se găsește în celulele roșii din sânge, țesutul muscular, splină, ficat și măduva osoasă.

Funcțiile fierului în organism:

joacă un rol important în funcționarea sistemului imunitar.
necesare pentru a transporta oxigenul către celulele întregului organism.
implicate în formarea globulelor roșii și a enzimelor.
participă la sinteza hormonilor tiroidieni.
afectează starea pielii, părului și unghiilor.
participă la procesele de regenerare.

Absorbția fierului necesită secreția normală a sucului gastric. Lipsa fierului din organism, la rândul său, duce la o deteriorare a secreției gastrice.

Absorbția fierului în organism este împiedicată de unele componente ale ceaiului și cafelei, precum și fitinei, fibrelor de tărâțe, proteinelor din soia și calciului. Fierul nu este absorbit cu laptele și produsele lactate.

Vitamina C, acizii organici, unii carbohidrati simpli (lactoza, fructoza, sorbitol) si aminoacizii (histidina si lizina) imbunatatesc absorbtia fierului in organism.

Simptome de deficit de fier:

slăbiciune,
paloare,
durere de cap,
oboseală rapidă,
iritabilitate și depresie
cardiopalmus,
durere în regiunea inimii,
gură uscată
boli infecțioase cauzate de scăderea imunității,
anemie si anemie.

Excesul de fier

Intoxicația cu fier este o problemă gravă și comună:

Otrăvirea cu fier apare adesea acolo unde fierul se găsește în apa de băut.
Cu lipsa de oxigen, organismul compensează lipsa de oxigen prin creșterea concentrației de hemoglobină.
Aproximativ 15% dintre oameni sunt purtători ai unei gene („genă celtică”) care determină organismul să acumuleze fier.

Unele simptome ale intoxicației cu fier (prea mult fier) sunt similare cu cele ale deficitului de fier:

paloare,
delicateţe,
slăbiciune,
aritmii cardiace.

Un semn caracteristic al excesului de fier este pigmentarea în locuri unde nu ar trebui să fie: pe palme, axile.

Excesul de fier este foarte periculos. Acumularea de fier are loc în principal în ficat, pancreas și mușchiul cardiac, care are influență pernicioasă asupra organelor otrăvite. Dacă otrăvirea cu fier continuă, atunci boli precum:

hepatită, ciroză hepatică,
Diabet,
boli ale articulațiilor, artrită,
boli ale sistemului nervos,
boli grave ale sistemului cardiovascular,
cancer de organe otrăvite.

Cu un exces de fier, trebuie luate măsuri complexe:

Urmați o alimentație adecvată pentru a normaliza metabolismul.
Să merg afară.
Începeți să faceți sport.
În cazuri extreme, sângerarea (donarea de sânge) va ajuta.

Doza zilnică de fier

Doza zilnică recomandată de fier este foarte aproximativă. Este imposibil să se calculeze doza exactă, deoarece absorbția fierului în organism depinde de starea organismului însuși și de factorii aferenti. Dacă se suspectează deficiența sau excesul de fier, trebuie efectuat un test de sânge.

De aceea, Diurna este dată doar pentru referință:

Băieți de la 14 la 18 - 11 mg.
Fete 14 - 18 15 mg.
Bărbați de la 19 la 70 - 8 mg.
Femei de la 19 la 50 - 18 mg.
Femei peste 50 de ani - 8 mg.

fier în alimente

Adesea, deficiența de fier apare cu o schimbare bruscă a tipului de dietă, tk. orice schimbare drastică a stilului de viață este un stres sever pentru organism. În plus, microflora intestinală participă activ la asimilare, care trebuie să se schimbe.

Mai mult de 1 mg de fier la 100 g conțin: pepene verde, anghinare, suedeze, pepene galben, varză de Bruxelles, ardei dulci, ridichi, ridichi, sfeclă, roșii, anghinare, spanac (până la 3 mg) și măcriș (până la 2 mg). ). Alte legume conțin 0,4 până la 0,9 mg de fier la 100 g.
Bogat în fier: sucuri de prune și mere, caise uscate, stafide, nuci, dovleac și semințe de floarea soarelui.
Pâinea integrală, pâinea neagră, tărâțele (grâu și secară), cerealele, ierburile, legumele de salată, varza conțin și ele mult fier.

Geochimia fierului

elev 9 clasa „B”.

Raevski Georgy

Academicianul Alexander Evgenievich Fersman, un remarcabil geochimist, mineralog, geograf și călător sovietic

Ce este geochimia?

Proprietățile geochimice ale fierului

minerale de fier

Se cunosc un număr mare de minereuri și minerale care conțin fier. Minereurile sunt minerale naturale care conțin fier în astfel de cantități și compuși, în care extracția industrială a metalului din acestea este fezabilă din punct de vedere economic. Conținutul de fier din minereurile industriale variază într-o gamă largă - de la 16 la 70%. Depinzând de compoziție chimică minereurile de fier sunt folosite pentru topirea fierului în forma lor naturală sau, dacă conțin mai puțin de 50% Fe, după îmbogățire. Majoritatea minereurilor de fier sunt folosite pentru topirea fierului, oțelului și feroaliajelor. În cantități relativ mici, ele sunt utilizate ca vopsele naturale (ocru) și agenți de greutate pentru noroiurile de foraj.

Alte minerale comune de fier sunt:

· Siderita - FeCO3 - contine aproximativ 35% fier. Are o culoare alb-gălbuie (cu o tentă gri sau maro în caz de contaminare).

Marcazit - FeS2 - contine 46,6% fier. Apare sub formă de cristale rombice bipiramidale, de culoare galbenă, ca alama.

Lollingita - FeAs2 - conține 27,2% fier și apare sub formă de cristale rombice bipiramidale de culoare alb-argintiu.

Mispikel - FeAsS - conține 34,3% fier. Apare sub formă de prisme monoclinice albe.

Melanteritul - FeSO4 7H2O - este mai rar întâlnit în natură și este de culoare verde (sau gri din cauza impurităților) cristale monoclinice cu un luciu vitros, fragile.

Vivianita - Fe3(PO4)2 8H2O - apare ca cristale monoclinice de culoare albastru-gri sau verde-gri.

Scoarța terestră conține și alte minerale de fier mai puțin obișnuite, de exemplu:

Principalele zăcăminte de minereu de fier

Principalele zăcăminte de fier sunt în Australia, Brazilia, Venezuela, India, Canada, Liberia, Rusia, SUA, Franța, Suedia.

În ceea ce privește rezervele de minereu de fier, Rusia ocupă unul dintre primele locuri din lume.

Principalele zăcăminte de minereu de fier de pe harta geologică a lumii

Fapt geochimic interesant:

Și iată ce spune academicianul Fersman într-o carte populară despre geochimia fierului:

Știm că în rocile de granit rămâne relativ puțin fier, ceea ce este indicat de culorile lor luminoase - alb, roz, verde. Dar pe suprafața pământului, reacțiile chimice complexe acumulează încă rezerve uriașe de minereu de fier. Unele dintre ele se formează în zonele subtropicale, unde perioadele de ploi tropicale sunt înlocuite cu zile însorite strălucitoare ale unei veri fierbinți, unde tot ce este solubil este spălat din roci și se formează acumulări mari - cruste de minereuri de fier și aluminiu.

Știm cum pe fundul lacurilor din țările nordice, de exemplu, Karelia noastră, apele furtunoase care conțin materie organică, aduc în primăvară cantități uriașe de fier din diferite roci; pe fundul lacurilor, unde curge apa, mazărea sau concrețiile întregi de fier sunt depuse cu participarea unor bacterii speciale de fier... Așadar, în mlaștini, în adâncurile mării, în timpul lungii istorii geologice a Pământului nostru, acumulări de minereuri de fier s-au format; și nu există nicio îndoială că într-o serie de cazuri viața animală și vegetală și-a exercitat influența asupra formării acestor depozite.

Așa s-au format marile zăcăminte Kerci; așa s-au format, după toate probabilitățile, uriașele rezerve de minereu de fier ale Krivoy Rog și anomalia magnetică Kursk.

Viitorul fierului

Literatură

1) Wikipedia, articolul „Iron”

2) Marea Enciclopedie Sovietică, articolul „Minereu de fier”

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

Primele produse din fier și aliajele sale au fost găsite în timpul săpăturilor și datează din aproximativ mileniul IV î.Hr. Adică, chiar și egiptenii și sumerienii antici foloseau depozite de meteoriți din această substanță pentru a face bijuterii și obiecte de uz casnic, precum și arme.

Astăzi, diferitele tipuri de compuși de fier, precum și metalul pur, sunt substanțele cele mai comune și utilizate. Nu e de mirare că secolul al XX-lea a fost considerat fier. La urma urmei, înainte de apariția și utilizarea pe scară largă a plasticului și a materialelor conexe, acest compus a fost de o importanță decisivă pentru oameni. Ce este acest element și ce substanțe formează, vom lua în considerare în acest articol.

Element chimic fier

Dacă luăm în considerare structura atomului, atunci în primul rând ar trebui să indicăm locația acestuia în sistemul periodic.

Numărul ordinal - 26.
Perioada este a patra mare.
Al optulea grup, subgrupul secundar.
Greutatea atomică este de 55,847.
Structura învelișului electronului exterior este notă cu formula 3d 6 4s 2 .
- Fe.
Numele este fier, citirea din formulă este „ferrum”.
În natură, există patru izotopi stabili ai elementului în cauză cu numere de masă 54, 56, 57, 58.

Elementul chimic fier are, de asemenea, aproximativ 20 de izotopi diferiți care nu sunt stabili. Posibilele stări de oxidare pe care le poate prezenta un anumit atom sunt:

Nu numai elementul în sine este important, ci și diferiții săi compuși și aliaje.

Proprietăți fizice

Ca substanță simplă, fierul are o metalitate pronunțată. Adică este un metal alb-argintiu cu o tentă gri, care are un grad ridicat de ductilitate și ductilitate și un punct de topire și fierbere ridicat. Dacă luăm în considerare caracteristicile mai detaliat, atunci:

punctul de topire - 1539 0 С;
fierbere - 2862 0 C;
activitate - medie;
refractaritate - mare;
prezintă proprietăți magnetice pronunțate.

În funcție de condiții și temperaturi diferite, există mai multe modificări pe care le formează fierul. Proprietăți fizice ele diferă de faptul că rețelele cristaline diferă.

Toate modificările au tipuri diferite structurile rețelelor cristaline și diferă, de asemenea, în proprietăți magnetice.

Proprietăți chimice

După cum sa menționat mai sus, substanța simplă fier prezintă activitate chimică medie. Cu toate acestea, într-o stare fin dispersată, este capabil să se autoaprinde în aer, iar metalul în sine arde în oxigen pur.

Capacitatea de coroziune este mare, astfel încât aliajele acestei substanțe sunt acoperite cu compuși de aliere. Fierul este capabil să interacționeze cu:

acizi;
oxigen (inclusiv aer);
gri;
halogeni;
la încălzire - cu azot, fosfor, carbon și siliciu;
cu săruri ale metalelor mai puțin active, reducându-le la substanțe simple;
cu vapori de apă ascuțiți;
cu săruri de fier în starea de oxidare +3.

Este evident că, prezentând o astfel de activitate, metalul este capabil să formeze diverși compuși, cu proprietăți diverse și polare. Și așa se întâmplă. Fierul și compușii săi sunt extrem de diversi și sunt utilizați în diferite ramuri ale științei, tehnologiei și activității umane industriale.

Distribuția în natură

Compușii naturali de fier sunt destul de obișnuiți, deoarece este al doilea cel mai răspândit element de pe planeta noastră, după aluminiu. În același timp, în forma sa pură, metalul este extrem de rar, ca parte a meteoriților, ceea ce indică acumulările sale mari în spațiu. Masa principală este conținută în compoziția minereurilor, rocilor și mineralelor.

Dacă vorbim despre procentul elementului în cauză în natură, atunci pot fi date următoarele cifre.

Miezurile planetelor terestre - 90%.
În scoarța terestră - 5%.
În mantaua Pământului - 12%.
În miezul pământului - 86%.
În apa râului - 2 mg/l.
În mare și ocean - 0,02 mg / l.

Cei mai comuni compuși de fier formează următoarele minerale:

magnetit;
limonit sau minereu de fier brun;
vivianită;
pirotita;
pirită;
siderit;
marcasit;
lelingit;
mispikel;
milanterit si altele.

Aceasta este încă o listă lungă, pentru că sunt într-adevăr o mulțime. În plus, sunt răspândite diverse aliaje care sunt create de om. Aceștia sunt, de asemenea, astfel de compuși de fier, fără de care este greu de imaginat viața modernă al oamenilor. Acestea includ două tipuri principale:

fonte;
deveni.

Fierul este, de asemenea, un plus valoros la multe aliaje de nichel.

Compuși de fier (II).

Acestea includ cele în care starea de oxidare a elementului de formare este +2. Sunt destul de numeroase, deoarece includ:

oxid;
hidroxid;
compuși binari;
săruri complexe;
compuși complecși.

Formulele compușilor chimici în care fierul prezintă gradul indicat de oxidare sunt individuale pentru fiecare clasă. Luați în considerare cele mai importante și comune dintre ele.

Oxid de fier (II). Pulbere neagră, insolubilă în apă. Natura conexiunii este de bază. Este capabil să se oxideze rapid, cu toate acestea, poate fi ușor redus la o substanță simplă. Se dizolvă în acizi pentru a forma sărurile corespunzătoare. Formula - FeO.
Hidroxid de fier (II). Este un precipitat alb amorf. Formată prin reacția sărurilor cu baze (alcali). Prezintă proprietăți de bază slabe, este capabil să se oxideze rapid în aer la compuși de fier +3. Formula - Fe (OH) 2.
Sărurile unui element în starea de oxidare specificată. De regulă, au o culoare verde pal a soluției, oxidează bine chiar și în aer, dobândind și transformându-se în săruri de fier 3. Se dizolvă în apă. Exemple de compuşi: FeCL2, FeS04, Fe(N03)2.
Mai mulți compuși sunt de importanță practică printre substanțele desemnate. În primul rând, (II). Acesta este principalul furnizor de ioni pentru corpul uman cu anemie. Când o astfel de boală este diagnosticată la un pacient, i se prescriu preparate complexe, care se bazează pe compusul în cauză. Acesta este modul în care deficitul de fier din organism este completat.
În al doilea rând, sulfatul de fier (II), împreună cu cuprul, este folosit pentru a distruge dăunătorii agricoli din culturi. Metoda își dovedește eficacitatea de mai bine de o duzină de ani, prin urmare este foarte apreciată de grădinari și grădinari.
Sarea Mora
Acesta este un compus care este un hidrat cristalin de fier și sulfat de amoniu. Formula sa este scrisă ca FeSO 4 * (NH 4) 2 SO 4 * 6H 2 O. Unul dintre compușii fierului (II), care a fost utilizat pe scară largă în practică. Principalele domenii de utilizare umană sunt următoarele.
1. Farmaceutică.
2. Cercetare științifică și laborator analize titrimetrice(pentru a determina conținutul de crom, permanganat de potasiu, vanadiu).
3. Medicament - ca aditiv la alimente cu lipsă de fier în corpul pacientului.
4. Pentru impregnarea produselor din lemn, deoarece sarea Mora protejează împotriva proceselor de degradare.
Există și alte domenii în care această substanță își găsește aplicație. Și-a primit numele în onoarea chimistului german care a descoperit primul proprietățile manifestate.
Substanțe cu stare de oxidare a fierului (III)
Proprietățile compușilor de fier, în care prezintă o stare de oxidare de +3, sunt oarecum diferite de cele discutate mai sus. Astfel, natura oxidului și hidroxidului corespunzător nu mai este bazică, ci se pronunță amfoterică. Oferim o descriere a principalelor substanțe.

Dintre exemplele date, din punct de vedere practic, este important un hidrat cristalin precum FeCL3*6H2O sau clorură de fier (III) hexahidrat. Este folosit în medicină pentru a opri sângerarea și a reface ionii de fier din organism cu anemie.
Sulfatul de fier (III) pentahidrat este folosit pentru purificarea apei de băut, deoarece se comportă ca un coagulant.
Compuși de fier (VI).
Formulele compușilor chimici ai fierului, unde acesta prezintă o stare specială de oxidare de +6, pot fi scrise după cum urmează:
- K2Fe04;
- Na2Fe04;
- MgFeO 4 și altele.
Toate au o denumire comună - ferați - și au proprietăți similare (agenți reducători puternici). De asemenea, sunt capabili să dezinfecteze și să aibă un efect bactericid. Acest lucru le permite să fie utilizate pentru tratarea apei potabile la scară industrială.
Compuși complecși
Substanțele speciale sunt foarte importante în chimia analitică și nu numai. Cele care se formează în soluții apoase de săruri. Aceștia sunt compuși complecși ai fierului. Cele mai populare și mai bine studiate dintre ele sunt următoarele.
1. Hexacianoferat de potasiu (II) K4. Un alt nume pentru compus este sarea galbenă din sânge. Este utilizat pentru determinarea calitativă a ionului de fier Fe 3+ în soluție. Ca urmare a expunerii, soluția capătă o culoare albastră strălucitoare frumoasă, deoarece se formează un alt complex - albastru prusac KFe 3+. Din cele mai vechi timpuri a fost folosit ca
2. Hexacianoferat de potasiu (III) K 3 . Un alt nume este sarea roșie din sânge. Este folosit ca reactiv calitativ pentru determinarea ionilor de fier Fe 2+ . Ca rezultat, se formează un precipitat albastru, care se numește Turnbull blue. Folosit și ca vopsea pentru țesături.
Fierul în materie organică
Fierul și compușii săi, așa cum am văzut deja, au o mare importanță practică în viața economică a omului. Cu toate acestea, pe lângă aceasta, rolul său biologic în organism nu este mai puțin mare, dimpotrivă.
Există o proteină foarte importantă, care include acest element. Aceasta este hemoglobina. Datorită lui, oxigenul este transportat și se realizează schimbul de gaze uniform și în timp util. Prin urmare, rolul fierului în procesul vital - respirația - este pur și simplu enorm.
În total, corpul uman conține aproximativ 4 grame de fier, care trebuie reînnoit în mod constant prin alimentele consumate.

Denumire - Fe (Fier);
Perioada - IV;
Grupa - 8 (VIII);
Masa atomică - 55,845;
Numărul atomic - 26;
Raza unui atom = 126 pm;
Raza covalentă = 117 pm;
Distribuția electronilor - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ;
t topire = 1535°C;
punct de fierbere = 2750°C;
Electronegativitatea (după Pauling / după Alpred și Rochov) = 1,83 / 1,64;
Stare de oxidare: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
Densitate (n.a.) \u003d 7,874 g / cm 3;
Volumul molar = 7,1 cm 3 / mol.

Compuși de fier:

Fierul este cel mai abundent metal din scoarța terestră (5,1% din masă) după aluminiu.

Pe Pământ, fierul în stare liberă se găsește în cantități mici sub formă de pepite, precum și în meteoriții căzuți.

Industrial, fierul este extras din zăcăminte de minereu de fier, din minerale care conțin fier: minereu de fier magnetic, roșu, brun.

Trebuie spus că fierul face parte din multe minerale naturale, cauzând culoarea lor naturală. Culoarea mineralelor depinde de concentrația și raportul ionilor de fier Fe 2+ /Fe 3+ , precum și de atomii care înconjoară acești ioni. De exemplu, prezența impurităților ionilor de fier afectează culoarea multor pietre prețioase și semiprețioase: topaz (de la galben pal la roșu), safire (de la albastru la albastru închis), acvamarine (de la albastru deschis la albastru verzui) și curând.

Fierul se găsește în țesuturile animalelor și plantelor, de exemplu, aproximativ 5 g de fier sunt prezente în corpul unui adult. Fierul este un element vital, face parte din proteina hemoglobinei, participând la transportul oxigenului de la plămâni către țesuturi și celule. Cu o lipsă de fier în corpul uman, se dezvoltă anemie (anemie cu deficit de fier).

Orez. Structura atomului de fier.

Configurația electronică a unui atom de fier este 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (vezi Structura electronică a atomilor). In educatie legături chimice cu alte elemente, 2 electroni situati la nivelul 4s exterior + 6 electroni ai subnivelului 3d (8 electroni în total) pot participa, prin urmare, în compuși, fierul poate lua stări de oxidare +8, +6, +4, +3, +2, + 1, (cele mai frecvente sunt +3, +2). Fierul are o activitate chimică medie.

Orez. Stare de oxidare a fierului: +2, +3.

Proprietățile fizice ale fierului:

metal alb-argintiu;
în forma sa pură este destul de moale și plastic;
are o bună conductivitate termică și electrică.

Fierul există sub formă de patru modificări (diferă în structură rețea cristalină): α-fier; β-fier; γ-fier; δ-fier.

Proprietățile chimice ale fierului

reacţionează cu oxigenul, în funcţie de temperatură şi concentraţia de oxigen, se pot forma diverşi produşi sau un amestec de produşi de oxidare a fierului (FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4):
3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
oxidarea fierului la temperaturi scăzute:
4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3;
reactioneaza cu vaporii de apa:
3Fe + 4H2O \u003d Fe3O4 + 4H2;
fierul sfărâmat fin reacționează când este încălzit cu sulf și clor (sulfură și clorură de fier):
Fe + S = FeS; 2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3;
reacţionează cu siliciu, carbon, fosfor la temperaturi ridicate:
3Fe + C = Fe3C;
cu alte metale și cu nemetale, fierul poate forma aliaje;
fierul înlocuiește metalele mai puțin active din sărurile lor:
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;
cu acizi diluați, fierul acționează ca agent reducător, formând săruri:
Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2;
cu acid azotic diluat, fierul formează diverși produși de reducere a acidului, în funcție de concentrația sa (N 2, N 2 O, NO 2).

Obținerea și utilizarea fierului

Se obține fier industrial topirea fontă și oțel.

Fonta este un aliaj de fier cu impurități de siliciu, mangan, sulf, fosfor, carbon. Conținutul de carbon din fontă depășește 2% (în oțel, mai puțin de 2%).

Se obține fier pur:

în convertoare de oxigen din fontă;
reducerea oxizilor de fier cu hidrogen și monoxid de carbon divalent;
electroliza sărurilor corespunzătoare.

Fonta se obține din minereurile de fier prin reducerea oxizilor de fier. Fonta brută este topită în furnalele înalte. Cocsul este folosit ca sursă de căldură într-un furnal.

Furnalul este o structură tehnică foarte complexă, înaltă de câteva zeci de metri. Este amenajat din cărămizi refractare și este protejat de o carcasă exterioară din oțel. Începând cu 2013, cel mai mare furnal a fost construit în Coreea de Sud de către compania siderurgică POSCO la o fabrică metalurgică din orașul Kwangyang (volumul cuptorului după modernizare a fost de 6.000 de metri cubi cu o capacitate anuală de 5.700.000 de tone).

Orez. Furnal.

Procesul de topire a fierului într-un furnal se desfășoară continuu timp de câteva decenii, până când cuptorul ajunge la sfârșitul duratei de viață.

Orez. Procesul de topire a fierului într-un furnal.

minereurile îmbogățite (minereu de fier magnetic, roșu, brun) și cocs sunt turnate prin vârful situat chiar în vârful furnalului;
procesele de recuperare a fierului din minereu sub acțiunea monoxidului de carbon (II) se desfășoară în partea de mijloc a furnalului (axul) la o temperatură de 450-1100 ° C (oxizii de fier se reduc la metal):
- 450-500°C - 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2;
- 600°C - Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
- 800°C - FeO + CO = Fe + CO2;
- o parte din oxidul feros se reduce prin cocs: FeO + C = Fe + CO.
în paralel, are loc un proces de reducere a oxizilor de siliciu și mangan (incluși în minereul de fier sub formă de impurități), siliciul și manganul fac parte din topirea fontei:
- SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO;
- Mn 2 O 3 + 3C \u003d 2Mn + 3CO.
în timpul descompunerii termice a calcarului (introdus într-un furnal), se formează oxid de calciu, care reacţionează cu oxizii de siliciu şi aluminiu conţinuţi în minereu:
- CaCO 3 \u003d CaO + CO 2;
- CaO + SiO 2 \u003d CaSiO 3;
- CaO + Al 2 O 3 \u003d Ca (AlO 2) 2.
la 1100°C, procesul de reducere a fierului se oprește;
sub puț se află o cameră de aburi, cea mai largă parte a furnalului, sub care se află un umăr, în care cocsul arde și se formează produse lichide de topire - fontă și zgură, care se acumulează chiar în partea de jos a cuptorului. - vatra;
în partea superioară a vetrei la o temperatură de 1500°C are loc arderea intensă a cocsului în jetul de aer suflat: C + O 2 = CO 2 ;
trecând prin cocs fierbinte, monoxidul de carbon (IV) se transformă în monoxid de carbon (II), care este un agent reducător al fierului (vezi mai sus): CO 2 + C \u003d 2CO;
zguri formate din silicati de calciu si aluminosilicati sunt situate deasupra fontei, protejandu-l de actiunea oxigenului;
prin deschideri speciale situate la diferite niveluri ale focarului se elibereaza fonta si zgura in exterior;
Cea mai mare parte a fontei merge la prelucrare ulterioară - topirea oțelului.

Oțelul este topit din fontă și fier vechi prin metoda convertorului (foarul deschis este deja depășit, deși este încă folosit) sau prin topire electrică (în cuptoare electrice, cuptoare cu inducție). Esența procesului (prelucrarea fierului) este reducerea concentrației de carbon și alte impurități prin oxidare cu oxigen.

După cum sa menționat mai sus, concentrația de carbon în oțel nu depășește 2%. Din acest motiv, oțelul, spre deosebire de fontă, este destul de ușor de forjat și rulat, ceea ce face posibilă fabricarea diferitelor produse din acesta cu duritate și rezistență ridicate.

Duritatea oțelului depinde de conținutul de carbon (cu cât mai mult carbon, cu atât oțelul este mai dur) într-un anumit grad de oțel și de condițiile de tratament termic. În timpul călirii (răcire lentă), oțelul devine moale; când este stins (răcit rapid), oțelul devine foarte dur.

Pentru a conferi oțelului proprietățile specifice dorite, i se adaugă aditivi de aliere: crom, nichel, siliciu, molibden, vanadiu, mangan și așa mai departe.

Fonta și oțelul sunt cele mai importante materiale structurale în marea majoritate a sectoarelor economiei naționale.

Rolul biologic al fierului:

corpul unui adult conține aproximativ 5 g de fier;
fierul joacă un rol important în activitatea organelor hematopoietice;
fierul face parte din multe complexe proteice complexe (hemoglobina, mioglobina, diverse enzime).

Istoria fierului

Unde se extrage fierul?

Domenii de utilizare

Compoziție chimică

Proprietăți minerale

II . Surse tehnogene de fier în mediu.

III . Proprietăți chimice fier, compușii săi principali.

V . Obținerea fierului și a compușilor săi de bază, utilizarea lor practică.

Lista literaturii folosite:

Ce alimente conțin fier

Surse animale de fier

Surse vegetale de fier

Aportul zilnic de fier

Valoarea zilnică pentru copii

Valoarea zilnică pentru femei

Valoarea zilnică pentru bărbați

Lipsa fierului în organism

Consecințele deficitului de fier

Excesul de fier în organism

Motive pentru supradozaj

Preparate care conțin fier

Reguli pentru administrarea suplimentelor de fier

Proprietățile geochimice ale fierului

minerale de fier

Principalele zăcăminte de minereu de fier

Viitorul fierului

Funcțiile fierului în organism:

Simptome de deficit de fier:

Excesul de fier

Doza zilnică de fier

fier în alimente

Proprietățile geochimice ale fierului

minerale de fier

Principalele zăcăminte de minereu de fier

Viitorul fierului

Element chimic fier

Proprietăți fizice

Proprietăți chimice

Distribuția în natură

Compuși de fier (II).

Sarea Mora

Substanțe cu stare de oxidare a fierului (III)

Compuși de fier (VI).

Compuși complecși

Fierul în materie organică

Proprietățile chimice ale fierului

Obținerea și utilizarea fierului