Кто открыл железо как химический элемент

Железо (лат. Ferrum) — химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 26, атомная масса 55,847.

Железо можно назвать главным металлом нашего времени. Этот химический элемент очень хорошо изучен. Тем не менее никто никогда не узнает, когда и кем открыто железо: слишком давно это было. Использовать железные изделия человек начал еще в начале I тысячелетия до н. э. На смену бронзовому веку пришел железный. Металлургия железа на территории Европы и Азии начала развиваться еще в IX—VII вв. до н. э.

Первое железо, попавшее в руки человека, было, вероятно, неземного происхождения. Ежегодно на нашу Землю падает больше тысячи метеоритов, часть их — железные, состоящие в основном из никелистого железа. У «небесного» железа есть одна важная технологическая особенность: в нагретом виде этот металл не поддается ковке, ковать можно лишь холодное метеоритное железо.

Железо обнаружено также и на Луне, причем в лунном грунте оно присутствует в самородном, неокисленном состоянии, что, очевидно, объясняется отсутствием атмосферы. На Земле железо тоже иногда встречается в самородном состоянии.

9 класс § 19 «Железо и его соединения»

В древности железо ценилось очень высоко. В «Географии» древнегреческого ученого Страбона, написанной в самом начале нашей эры, сказано, что у африканских народов железо стоило в 10 раз дороже золота. Может быть, это справедливо, если считать главным критерием дороговизны не химическую стойкость и редкость, а значение для техники, для развития цивилизации. Главные причины того, что именно железо стало важнейшим металлом для техники и производства, заключаются в распространенности соединений этого элемента и сравнительной простоте восстановления металла из них.

Основная масса железа находится в месторождениях, которые можно разрабатывать промышленным способом.

По запасам в земной коре железо занимает четвертое место среди всех элементов, после кислорода, кремния и алюминия. Намного больше железа в ядре планеты, которое, согласно предположениям ученых, состоит из никеля и железа. Но это железо недоступно и вряд ли станет доступным в обозримом будущем.

Поэтому важнейшим источником железа остаются залегающие на поверхности Земли или на небольших глубинах такие минералы, как магнетит Fe304, пирит FeS, гематит Fe203, сидерит FeC03. Они составляют основу главных железных руд — магнитного, бурого, красного и шпатового железняка. Больше всего железа — 72,4% — в магнетите. Крупнейшие в СССР железорудные месторождения — Курская магнитная аномалия, Криворожское железорудное месторождение, на Урале (горы Магнитная, Высокая, Благодать), в Казахстане — Соколовское и Сарбайское месторождения.

Железо — блестящий серебристо-белый металл (плотность 7,87 г/см3; т„л=1539°С; тк„„ = 3200° С); его легко обрабатывать: резать, ковать, прокатывать, штамповать. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия (закалка, прокатка).

Рассказывая о свойствах железа, нужно прежде всего оговорить, о каком железе идет речь — о технически чистом железе или о железе высшей чистоты. Разница в их свойствах — и физических, и химических — достаточно велика. Технически чистое железо называется низкоуглеродистой электротехнической сталью.

Химия 12. Химический элемент железо — Академия занимательных наук

В этом названии отражены и назначение материала, и характер главных примесей: углерода — 0,02—0,04%, а кислорода, серы, азота и фосфора еще меньше. Железо высшей чистоты содержит менее 0,001% примесей. Оба материала обладают хорошими магнитными свойствами, оба хорошо свариваются.

Однако если технически чистое железо — металл средней химической активности, то высокочистое — почти инертно. Очень мала и растворимость в нем газов, особенно кислорода. Механические свойства высокочистого железа невысокие, прочность — намного меньше, чем у любой стали или чугуна. В качестве конструкционного материала железо высшей чистоты непригодно. Однако, если в высокочистое железо ввести в определенном порядке легирующие добавки, оно сможет выдержать нагрузку до 600 кг/см вместо обычных 17—21.

Железо в соединениях может проявлять разные степени окисления: +2, +3, +6, редко +1. +4 и даже 0 (в карбониле Fe(CO)s- Из соединений двухвалентного железа наиболее известны FeO — оксид железа (II), а также его сульфид и галогениды. Ионы Fe2+ образуются при растворении железа в разбавленных кислотах. А вот в концентрированных сильных кислотах — азотной и серной — железо не растворяется: оно, как говорят специалисты, пассивируется благодаря образованию на поверхности металла тонкой и плотной оксидной пленки. Практически не растворяется железо и в щелочах (кроме горячих концентрированных растворов).

Соли трехвалентного железа Fe (III) обычно получаются при окислении солей двухвалентного железа. При этом, если реакция происходит в растворе, цвет раствора меняется: характерная для Fe24

светло-зеленая окраска изменяется на бурую. Соли трехвалентного железа часто склонны к гидролизу. Железная H2Fe04 и железистая HFe02 кислоты в свободном состоянии не получены. Однако соли их — ферраты и ферриты известны и изучены достаточно хорошо.

Оксид трехвалентного железа — Fe203. Оксид состава Рез04 рассматривают как соединение FeO и Fe203. Гидроксиды двух- и трехвалентного железа Fe(OH)2 и Fe(OH).j в воде растворяются плохо и в отличие от оксидов не имеют большого практического значения. Оксиды же важны не только как источник множества соединений железа, но и как важнейшее сырье для черной металлургии.

Подобно другим переходным металлам, железо образует также множество комплексных соединений.

Многие соединения железа практически важны. Хлорид железа FeCl.j, например, используется как коагулянт при очистке воды, как катализатор в органическом синтезе. Ферриты, особенно двухвалентных металлов, широко применяются в вычислительной технике. Важно не путать два понятия: ферриты соли железистой кислоты и феррит — устойчивую при обычных условиях полиморфную модификацию железа, иначе называемую альфа-железом.

Для нормальной жизнедеятельности человеку совершенно необходимы железосодержащие органические соединения. Самое известное из них — дыхательный пигмент гемоглобин. Но кроме гемоглобина железо в нашем организме есть еще и в миоглобине — белке, запасающем кислород в мышцах. Есть также железосодержащие ферменты.

Есть, наконец, белковый комплекс ферритин, из которого образуются все другие необходимые организму железосодержащие вещества (см. Белки).

Железо — одни из важнейших элементов жизни. Кровь содержит железо, и именно оно определяет цвет крови, а также ее основное свойство — способность связывать и отдавать кислород. Такой способностью обладает комплексное соединение — гем — составная часть молекулы гемоглобина. Для обнаружения железа в растворах служит роданид калия KSCN.

Если его добавить в раствор трехвалентного железа FeCh, раствор окрасится в кроваво-красный цвет, образуется соединение Fe[SCN]j. Минералы, содержащие железо: красный железняк, или гематит, FeiO(, пирит FeS^. Железо — металл войны, но это и важнейший металл мирной техники. Из железа, как полагают ученые, состоит ядро Земли, и вообще на Земле это один из самых распространенных элементов.

На Луне железо найдено 8 большом количестве в двухвалентном состоянии и самородное. В таком же виде железо существовало и на Земле, пока на ней восстановительная атмосфера не сменилась на окислительную, кислородную. Еще в глубокой древности было открыто замечательное явление — магнитные свойства железа, которые объясняются особенностями строения электронной оболочки атома железа.

Отсюда название чугуна «чушка», «свинское железо» — английское pig iron. Позже было замечено, что при загрузке в горн не железной руды.

1.3.3. Железо. Содержание Fe в наших почвах, как правило, выше, чем других макро- и микроэлементов.

Источник: bibliotekar.ru

Железо как химический элемент. Нахождение в природе и применение железа

II. НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
В земной коре железо распространено достаточно широко.
На его долю приходится:
Около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е
среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих
железо. По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире.
В морской воде 1·10–5 — 1·10–8% железа.

5.

6. красный железняк (руда гематит Fe2O3)

БУРЫЙ ЖЕЛЕЗНЯК
(РУДА ГИДРОГЕТИТ
НFeO2 · nH2O)
КРАСНЫЙ ЖЕЛЕЗНЯК
(РУДА ГЕМАТИТ Fe2O3)

7.

ШПАТОВЫЙ ЖЕЛЕЗНЯК
(РУДА СИДЕРИТ FeСO3)
магнитный
железняк

8.

В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
о
Железо содержится в
крови – гемоглобине, а
именно в красных
кровяных тельцах –
эритроцитах.

9. В растениях

В РАСТЕНИЯХ
Железо влияет на
процесс
фотосинтеза.

10. В быту человека

В БЫТУ ЧЕЛОВЕКА
Из железа
изготавливаю
т
различные
виды
транспорта

11. В военной промышленности

В ВОЕННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

12. Железо в истории

ЖЕЛЕЗО В ИСТОРИИ
В истории железо
известно очень давно.
из него изготовляли
многое. Например
доспехи, латы, оружие
и т. д.

13. IiI. ФИЗИЧЕСКИЕ СЫВОЙСТВА

III. ФИЗИЧЕСКИЕ СЫВОЙСТВА
Железо — сравнительно мягкий, ковкий, серебристо-серый
металл.
Температура плавления – 1535 град.
Температура кипения около 2800 град.
При температуре ниже 770 град.- железо обладает
ферромагнитными свойствами
(оно легко намагничивается, и из него можно изготовить
магнит).
Выше этой температуры
ферромагнитные свойства
железа исчезают,
железо «размагничивается».

14.

IV. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Железо, отдавая два внешних электрона, проявляет
степень окисления +2;
отдавая три электрона (два внешних и один сверхоктетный с
предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень
окисления +3.
Fe-2e=Fe+2 Fe-3e=Fe+3
Электронные структуры 3d- и 4s-орбиталей атома железа и ионов
Fe+2 и Fe+3 можно изобразить так:

15.

1.
Железо — активный металл.
На воздухе образуется защитная оксидная пленка,
препятствующая ржавению металла.
3Fe + 2O2 = Fe2O3 • FeO (Феррит железа)
2. Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается
ржавчиной, которая частично состоит из
гидратированного оксида железа (III).
4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3

16.

3. Взаимодействие с простыми веществами:
3.1 Горит в кислороде
3 Fe + 2 O2 =Fe3 O4
3.2 Реагирует с хлором
2Fe + 3 Cl2 = 2FeCl3
3.3 Взаимодействует с серой
Fe + S = FeS

17.

4.Железо вытесняет из растворов солей
металлы, находящиеся в
электрохимическом ряду напряжений
правее железа:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
5. При высокой температуре (700-900°С)
железо реагирует с парами воды:
3Fe+4Н2O=Fe3O4+4Н2

18. 6. с кислотами:

6. С КИСЛОТАМИ:
С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной
кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
С концентрированными серной и азотной кислотами
железо не реагирует. Эти кислоты создают на
поверхности металла такую прочную и плотную пленку
оксида, что металл становится совершенно пассивным и
уже не вступает в другие реакции.
Растворяется железо в разбавленной азотной кислоте.
8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

19. 7. окисление железа

7. ОКИСЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА
При хранении водных растворов солей железа(II)
наблюдается окисление железа(II) до железа(III):
4FeCl2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)Cl2
8.Соединения железа (III) в растворах
восстанавливаются металлическим железом:
Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2

20. Оксид железа

ОКСИД ЖЕЛЕЗА
1. Проявляет основные свойства,
взаимодействуя с кислотами:
FeO+H2SO4 = FeSO4 + H2O
2. Оксид железа (III) проявляет слабые амфотерные
свойства, взаимодействуя при нагревании с
основными оксидами с образованием ферритов:
МnO + Fe2O3 =Mn (FeO2)2

21. Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ НА ИОНЫ FE2+ И FE3+.
FeSO4 + K3 [Fe(CN)6 ]
KFe +2 [Fe +3(CN)6 ] + K2SO4
=
красная кровяная соль
FeCI3 + K4 [Fe(CN)6 ]
желтая кровяная соль
FeCI3 + 3 KCNS
=
турнбулева синь
KFe+3 [Fe +2(CN)6 ] +3KCI
берлинская лазурь
=
Fe(CNS )3 +3KCI
кроваво-красный

22.

Когда открыто железо никто не
знает и не узнает, так как это было
слишком давно. Но пользуются
железом до сих пор, и в настоящее
время железо не заменимо в
промышленности и труде.

Источник: ppt-online.org

Кто открыл железо как химический элемент

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

• Главная
• Список секций
• Химия
• ЖЕЛЕЗО – ЭЛЕМЕНТ ЖИЗНИ

ЖЕЛЕЗО – ЭЛЕМЕНТ ЖИЗНИ

Хабибуллина А.Ф. 1
Хасанова Ф. 1

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Я выбрала именно эту тему для своей научной работы, потому что железо было известно много тысяч лет назад, и до сих пор этот металл широко используется в технике. Этот металл очень важен, и ценен не только для техники, но и для жизнедеятельности живых организмов.

Целью моей работы является изучение роли железа в жизни.

Данная цель реализуется при решении следующих задач:

1. исследование роли железа в живых организмах;
2. определение наличия железа в некоторых продуктах питания, в воде;
3. составление оптимального ежедневного меню, препятствующего развитию анемии.

Для осуществления поставленной цели и задач мною изучена литература по данной тематике. Литература обширна, трудностей в ходе исследования не возникает. Теоретические знания подтверждены практическими исследованиями (химическим экспериментом).

Объект исследования: химия.

Предмет исследования: железо, значение и применение.

Методы исследования: эксперимент

1. Роль железа в жизни живых организмов.

Не будь его на Земле, не смогла бы существовать жизнь в привычных для нас формах: ведь этот элемент входит в кровь почти всех представителей животного мира нашей планеты. Двухвалентное железо — содержится в гемоглобине — веществе, обеспечивающем «дыхание тканей». Железо необходимо не только животным, но и растениям.

Ещё в 1707г. французский химик Луи Лемери (младший) обнаружил железо в золе сожжённых трав. Впоследствии выяснилось, что этот элемент входит в состав всех растений, так как он совершенно необходим для образования хлорофилла. Железо содержится в дыхательных ферментах и в значительной степени влияет на интенсивность дыхания растений. Любопытно, что только морской планктон потребляет в год полмиллиарда тонн железа, то есть почти столько, сколько производят его ежегодно все металлургические заводы нашей планеты.(2)

2. Распределение железа в организме.

В организме железо распределяется следующим образом:

• Железо гемоглобина 1,5 — 3,0 г (1500-3000 мг)
• Резервное железо (депо) 0,5 — 1,5 г (500-1500 мг)
• Железо миоглобина, ферментов 0,5 г (500 мг)
• Транспортное железо 0,003 — 0,004 г (3-4 мг)

Сывороточное железо (транспортное, железо плазмы, циркулирующее) составляет в среднем 10-27 мкмоль/л, а общее его количество в организме около 3-4 мг. представляет собой пластический субстрат, непрерывно поступающий в костный мозг для синтеза гемоглобина, в ткани для клеточного дыхания, в органы депо для пополнения запасов. По уровню СЖ можно судить о дефиците или насыщенности организма железом, о функциональной способности кроветворения, о состоянии депо железа.

Резервное железо. В нормальных условиях запасы железа составляют в среднем 1г (1000 мг) и представляют собой соединения железа с белками, которые откладываются в основном в печени, селезенке и костном мозге:

Функциональное назначение резервного железа заключается в поддержании на постоянном уровне концентрации сывороточного железа. При необходимости оно в виде ферритина быстро высвобождается из депо, связывается с трансферрином и поступает в костный мозг.

3. Истинная железодефицитная анемия (ЖДА). При большом дефиците железа развивается железодефицитная анемия (ЖДА). Под анемией (малокровием) понимают снижение общего количества гемоглобина, чаще всего проявляющееся уменьшением его концентрации в единице объема крови. В большинстве случаев анемия сопровождается падением содержания эритроцитов.

Это определение с гематологической точки зрения. В клиническом аспекте анемией называют состояние крови, которое внешне проявляется более или менее выраженной бледностью кожных покровов и видимых слизистых. При этом необходимы два условия: во-первых, бледность должна быть не только общей, но и постоянной и, во-вторых, кожа и слизистые должны быть без отечности.

При недостатке железа в организме человек начинает быстро утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение. Ре­цепты различных «железных» лекарств были известны ещё в старину. Самый простой способ — кислое яблоко «превратить» в ежика. Для этого в яблоко втыкается большое количество обыкновенных гвоздей (естественно, очень чистых) и оставляется такой «ежик» на ночь; утром гвозди благополучно удаляются, а яблоко съедается.(7)

4. Лечение и профилактика железодефицитной анемии. Лечение железодефицитной анемии основывается на применении препаратов железа и рациональном питании. Лечение легких форм анемии проводится амбулаторно, среднетяжелой и тяжелой форм в стационаре (возможно в условиях дневного стационара). Поскольку всасывание железа из пищевых продуктов ограничено, основу лечения должны составлять препараты железа.

— 50г морской капусты, там еще к тому же и очень нужный йод (8мг);- 100г кураги с чаем вместо конфет и плюшек (11мг);- 50г петрушки в салат из огурцов и помидоров, а также укропа (4мг);- 100г гречка на гарнир в обед или 100г сырой свеклы между приемами пищи (7мг);- 100-200г или язык говяжий, или мясо индейки или телятина (4-8мг).(1)

5. Практическая часть

Опыт 1. Определение содержания железа в продуктах питания.

Железо находится в пище в виде ионов Fe 2+ и Fe 3+ . Метод, положенный в основу данного исследования, основан на реакции взаимодействия ионов железа (III) с ионом SCN — , приводящей к появлению ярко- красной окраски:

Fe 3+ (водн.) + SCN — (водн.) → Fe (SCN) 2+ (водн.) (6)

1. Положили в отдельные фарфоровые тигли по 2,5 г исследуемого образца.
2. Поставили тигель на штатив и, не закрывая его, начнем прокаливание тигля на горелке. Прокаливание продолжаем до превращения образца в золу серовато- белого цвета.
3. Даем тиглю остыть. Переносим всю золу в стакан ёмкостью 50 мл. Добавляем в стакан 10 мл. 2MHCl и интенсивно перемешаем в течение 1 мин. Затем добавляем 5 мл дистиллированной воды.
4. Отфильтровали смесь и собрали 5 мл фильтрата в пробирку.
5. Добавили к фильтрату 5 мл 0,1М раствора KSCN и интенсивно перемешали.

Я исследовала образцы следующих пищевых продуктов: печень говяжья (сырая), мука гречневая, мука рисовая, морская капуста, курага, яичный желток . Полученные при проведении исследований результаты помещены в таблицу.

Результат (наличие окрашивания)

Источник: school-science.ru