Dzelzs — Vikipēdija
Pāriet uz saturu
Vikipēdijas lapa
Dzelzs
26
14
Fe
55,845 g/mol
[Ar]3d
4s
Elektrolītiski attīrītas dzelzs paraugi un 1 cm
kubiņš; dzelzs pulveris magnētiskajā laukā
Oksidēšanas pakāpes
+6, +4,
+3
+2
, 0, −2
Elektronegativitāte
1,83
Blīvums
7874 kg/m
Kušanas temperatūra
1811 K (1538
°C)
Viršanas temperatūra
3134 K (2861
°C)
Dzelzs
ir
ķīmiskais elements
ar simbolu
Fe
un atomskaitli 26. Dzelzs ir 8. grupas 4. perioda
metāls
Tipisks dzelzs
atoms
sver 56 reizes vairāk nekā tipisks
ūdeņraža
atoms. Dzelzs ir ļoti izplatīts metāls, un to uzskata par desmito visizplatītāko elementu Visumā. Dzelzs ir svarīgākā
Zemes
sastāvdaļa (34,6% masas) un kopā ar
niķeli
atrodas galvenokārt tās kodolā.
Zemes garozā
dzelzs ir otrais izplatītākais metāls aiz
alumīnija
. Dzelzs ir
feromagnētisks
metāls un dabā ir sastopama galvenokārt savienojumu veidā, lai gan retumis atrodami dabiski tīrradņi, kā arī kosmiskas izcelsmes
meteorītu
dzelzs. Ir sastopamas
oksīdu
sulfīdu
un
karbonātu
dzelzsrūdas
; lielāko daļu dzelzs parasti iegūst no oksīdu rūdām. Savienojumos dzelzs visbiežāk ir divvērtīga (reducētā forma) vai trīsvērtīga (oksidētā forma).
Atrašanās dabā
labot
labot pirmkodu
Dzelzs tīrradņi, kas izveidojušies,
magmai
atdziestot, sastopami reti (
Grenlandē
Disko salā
),
Francijā
Vācijā
). Taču dzelzs pēc elementu izplatības Zemes garozā ieņem 4. vietu (aiz
skābekļa
silīcija
un
alumīnija
), jo tā veido daudzus minerālus un iežus. Svarīgākie no tiem ir
magnetīts
(magnētiskā dzelzsrūda),
hematīts
(sarkanā dzelzsrūda),
limonīts
(brūnā dzelzsrūda),
siderīts
(dzelzs špats),
pirīts
(dzelzs kolčedāns),
arsenopirīts
(arsēna kolčedāns). Dzelzi satur arī parastais
māls
Bagātākās dzelzsrūdu atradnes ir
Urālos
Magņitogorska
),
Ukrainā
Krivijrihas
baseinā,
Kerčas pussalā
Kurskas
rajonā (
Kurskas magnētiskā anomālija
),
Zviedrijā
Norvēģijā
, Francijā,
Polijā
Austrijā
, kā arī
Ziemeļāfrikā
Atlasa kalnos
),
ASV
Augšezera
rajonā).
Uzskata, ka Zemes kodolā dzelzs masas daļa ir 90% (10% sastāda niķelis un
kobalts
).
Dzelzij ir liela nozīme dzīvajā dabā. Pieauguša cilvēka organisms satur 4—5 g Fe, ap 70% no tās ietilpst
hemoglobīnā
, kas pārnes skābekli no elpošanas orgāniem uz
audiem
. Dzelzs trūkums organismā izraisa
anēmiju
jeb mazasinību. No uztura vislabāk uzsūcas tā dzelzs, kas ir
hēma
sastāvā (hēms ir hemoglobīna molekulas neolbaltumvielu daļa), tādēļ
gaļa
ir labākais dzelzs avots. Divvērtīgā dzelzs uzsūcas labāk par trīsvērtīgo. Veselam vīrietim nepieciešams ap 10 mg dzelzs dienā, sievietei — ap 15 mg.
Iegūšana
labot
labot pirmkodu
Ķīmiski tīru dzelzi iegūst vai nu dzelzs
sāļu
ūdens šķīdumu
elektrolīzē
, vai termiski sadalot
dzelzs pentakarbonilu
Rūpniecībā dzelzi iegūst galvenokārt dažādu dzelzs un oglekļa sakausējumu —
čuguna
un
tērauda
veidā, reducējot bagātināto dzelzsrūdu dzelzs oksīdus ar koksa
oglekli
, proti,
oglekļa oksīdu
vai
metānu
Fe
+ 3 CO → 2 Fe + 3 CO
Īpašības
labot
labot pirmkodu
Dzelzs ir sudrabbalts, plastisks, viegli kaļams un velmējams metāls. Tīra dzelzs ir mīkstāka par
zeltu
un
sudrabu
, bet cietāka par alumīniju. Dzelzs fizikālās un mehāniskās īpašības būtiski ietekmē dažādi piemaisījumi. Tā, piemēram, čuguns, kurā oglekļa un dažādu citu piemaisījumu masas daļa ir 1,7—6,67%, parastajos apstākļos nav kaļams.
Dzelzij piemīt magnētiskas īpašības.
Dzelzs ir vidēji aktīvs metāls, taču ķīmiski tīra, kompakta dzelzs parastajos apstākļos ir izturīga pret sausa gaisa un tīra ūdens iedarbību. Dzelzs, kas satur nedaudz piemaisījumu, reaģē ar
gaisā
esošo skābekli un ūdens tvaikiem. Irdenā
rūsas
kārtiņa dzelzi neaizsargā no tālākās gaisa iedarbības. Sausā gaisā un jo sevišķi paaugstinātā temperatūrā (apmēram 500 grādi) uz dzelzs virsmas veidojas dzelzs oksīda aizsargslānis, kas metālu tomēr nedaudz pasargā no apkārtējās vides iedarbības.
Svaigs dzelzs pulveris ir
pirofors
. Laboratorijā piroforo dzelzi ērti iegūt, karsējot
dzelzs oksalāta
kristālhidrātu
termoizturīgā
mēģenē
. Ja piroforās dzelzs pulveri izkaisa gaisā, tas reaģē ar skābekli, veidojot kvēlojošu dzirksteļu spietu.
Sakarsēta kompakta dzelzs gaisā oksidējas pakāpeniski, veidojot melnas dzelzs oksīda plāksnītes. Tīrā skābeklī dzelzs
stieple
dzirksteļojot sadeg. Paaugstinātā temperatūrā dzelzs reaģē ar gandrīz visiem
nemetāliem
, veidojot dažāda sastāva
bināros savienojumus
. Dzelzs savienojumi ar
sēru
un
fosforu
negatīvi ietekmē tērauda un citu sakausējumu īpašības.
Parastos apstākļos dzelzs reaģē ar atšķaidītām
skābēm
, veidojot dzelzs sāļus. Saskaņā ar metālu elektroķīmisko spriegumu rindu dzelzs aizvieto mazāk aktīvus metālus to sāļu šķīdumos. Sakarsēta līdz sarkankvēlei, dzelzs reaģē ar ūdens tvaiku. Ar
sārmiem
dzelzs nereaģē.
Izmantošana
labot
labot pirmkodu
Dzelzs mūsdienās ir svarīgākais metāls, jo dzelzs un tās sakausējumi (
melnie metāli
) veido aptuveni 95% no
metalurģijas
produkcijas. Melnās metalurģijas pamatā ir čuguna (ķeta) un oglekļa tērauda ražošana. No oglekļa tērauda iegūst leģētos tēraudus, kurus iedala mazleģētos (piedevas līdz 2,5%), vidēji leģētos (piedevas 2,5—15%) un augstleģētos (piedevas > 15%) tēraudos. Leģētos tēraudus savukārt iedala speciālajos tēraudos:
cietajos tēraudos (12% Mn, 15 — 18% Cr);
instrumentu tēraudos (15 — 18% W, Cr, V, Mo);
nerūsošajos un termiski izturīgajos tēraudos (aptuveni 12% Cr, Ni, Si, Al); uz to izstrādājumu virsmas veidojas blīva oksīda
aizsargkārtiņa
Tīru vai oglekļa tēraudu ar mazu C saturu (0,04% C) izmanto laboratoriju praksē, kā arī par katalizatoru neorganisko un organisko vielu sintēzēs.
Skatīt arī
labot
labot pirmkodu
Čuguns
Tērauds
Literatūra
labot
labot pirmkodu
N. Ahmetovs. Neorganiskā ķīmija, Rīga, "Zvaigzne", 1978, 584. — 596. lpp.
Atsauces
labot
labot pirmkodu
Vikikrātuvē
par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt:
Dzelzs
Zigurds Zariņš, Lolita Neimane, Edgars Bodnieks.
Uztura mācība
. Rīga
: LU Akadēmiskais apgāds, 2015, 160. lpp.
ISBN 978-9984-45-932-5
Valdis Drinks.
456 eksperimenti ķīmijā
. Rīga
: Zvaigzne ABC, 1995, 262. lpp.
ISBN 978-9984-560-83-0
Ārējās saites
labot
labot pirmkodu
Vikikrātuvē
par šo tēmu ir pieejami
multivides
faili. Skatīt:
Dzelzs
Latvijas Nacionālās enciklopēdijas šķirklis
Encyclopædia Britannica
raksts
(angliski)
Brockhaus Enzyklopädie
raksts
(vāciski)
Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (2004-2017)
(krieviski)
Encyclopædia Universalis
raksts
(franciski)
Enciklopēdijas
Krugosvet
raksts
(krieviski)
Ķīmisko elementu
periodiskā tabula
He
Li
Be
Ne
Na
Mg
Al
Si
Cl
Ar
Ca
Sc
Ti
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
Xe
Cs
Ba
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Hf
Ta
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Ac
Th
Pa
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
Nh
Fl
Mc
Lv
Ts
Og
Sārmu metāli
Sārmzemju metāli
Lantanīdi
Aktinīdi
Pārejas metāli
Citi
metāli
Pusmetāli
Citi
nemetāli
Halogēni
Cēlgāzes
Autoritatīvā vadība
WorldCat
LCCN
sh85068131
GND
4014002-7
BNF:
cb11975665r
(data)
HDS:
026231
NDL:
00572915
NKC:
ph127955
BNE:
XX524497
Saturs iegūts no "
Kategorijas
Ķīmiskie elementi
Pārejas metāli
Reducētāji
Dzelzs
Jauna sadaļa