Препараты железа

Роль и значение железа для жизнедеятельности человека

Роль железа в организме чрезвычайно важна. Среди того, за что отвечает вещество – метаболические процессы, разрушение токсических клеток, холестериновый обмен, преобразование калорий, получаемых с пищей в энергию, необходимую для активной жизнедеятельности.

микроэлемент играет важную роль в поддержании здоровья человека

Железо полезные свойства имеет следующие:

1. Важная функция железа в организме человека связана с газообменом. Этот микроэлемент входит в состав гемоглобина, содержащихся в кровяных клетках эритроцитах. Они связывают легочный кислород и разносят его по клеткам всего организма, одновременно транспортируя углекислый газ в легкие и обеспечивая дыхание.
2. Чем полезно железо – оно помогает создавать кислородный «резерв», откладываясь в связанной форме в клетках тканей. Благодаря этому человек остается в сознании при задержке дыхания.
3. Для чего нужно организму железо – оно входит в состав белка миоглобина, который необходим для полноценного функционирования скелета и сердечной мышцы. Польза железа заключается в повышении физической силы и выносливости.
4. Биологическая роль железа в организме человека очень важна, ведь этот микроорганизм принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, обмене жиров, в том числе и холестерина.
5. Ионы железа в организме ускоряют расщепление вредных, токсических соединений в клетках печени и их выведение.
6. Немаловажна роль железа в кроветворении – оно повышает уровень гемоглобина, входящего в состав эритроцитов.

Суточная норма Fe для мужчин и женщин

Суточная норма железа для человека зависит от нескольких факторов – его пола, возраста, общего состояния здоровья.

для нормального функционирования всех систем в организм человека должно поступать достаточное количество железа

Норма железа в день:

• норма железа в день в организме женщины должна быть не менее 15 мг;
• суточная доза железа для женщины в период беременности и лактации – 35 мг;
• норма железа для мужчин – 10 мг;
• подросткам до 18 лет – 15 мг;
• суточная норма железа для детей – 5-10 мг.

Суточная норма железа для женщин в мг заметно больше, чем для мужчин. Это связано с ежемесячными менструациями и частым гормональным дисбалансом в организме.

Норма железа в организме человека восполняется при помощи продуктов питания, содержащих этот микроэлемент. Но нужно учитывать, что усвоение железа в организме человека зависит от сочетания продуктов и способа их приготовления – например, при варке усваивается не больше 15-20% от нормы.

Сколько железа в крови человека помогает определить биохимический анализ. Уровень железа в крови мужчины – 11,65-30,45 мкмоль/л, для женщин этот показатель равняется 8,94-30,45 мкмоль/л.

Общие сведения:

100	Общие сведения
101	Название	Железо
102	Прежнее название
103	Латинское название	Ferrum
104	Английское название	Iron
105	Символ	Fe
106	Атомный номер (номер в таблице)	26
107	Тип	Металл
108	Группа	Амфотерный, переходный, чёрный металл
109	Открыт	Известно с глубокой древности
110	Год открытия	до 5000 года до н.э.
111	Внешний вид и пр.	Ковкий, вязкий металл серебристо-белого цвета с сероватым оттенком
112	Происхождение	Природный материал
113	Модификации
114	Аллотропные модификации	5 аллотропных модификации железа: Как долго нужно принимать препараты железа? — α-железо (феррит) с кубической объемно-центрированной кристаллической решёткой и свойствами ферромагнетика, — β-железо с кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой, отличающееся от α-железа параметрами кристаллической решётки и свойствами парамагнетика. β-железо служит для обозначения α-железа выше точки Кюри (точка Кюри железа 769 °C), — γ-железо (аустенит) с кубической гранецентрированной кристаллической решёткой, — δ-железо с кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой, — ε-железо с гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой
115	Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга*
116	Конденсат Бозе-Эйнштейна
117	Двумерные материалы
118	Содержание в атмосфере и воздухе (по массе)	0 %
119	Содержание в земной коре (по массе)	6,3 %
120	Содержание в морях и океанах (по массе)	3,0·10-7 %
121	Содержание во Вселенной и космосе (по массе)	0,11 %
122	Содержание в Солнце (по массе)	0,1 %
123	Содержание в метеоритах (по массе)	0,22 %
124	Содержание в организме человека (по массе)	0,006 %

Изотопы

Основная статья: Изотопы железа

Природное железо состоит из четырёх стабильных изотопов: 54Fe (изотопная распространённость 5,845 %), 56Fe (91,754 %), 57Fe (2,119 %) и 58Fe (0,282 %). Так же известно более 20 нестабильных изотопов железа с массовыми числами от 45 до 72, наиболее устойчивые из которых — 60Fe (период полураспада по уточнённым в 2009 году данным составляет 2,6 миллиона лет), 55Fe (2,737 года), 59Fe (44,495 суток) и 52Fe (8,275 часа); остальные изотопы имеют период полураспада менее 10 минут.

Изотоп железа 56Fe относится к наиболее стабильным ядрам: все следующие элементы могут уменьшить энергию связи на нуклон путём распада, а все предыдущие элементы, в принципе, могли бы уменьшить энергию связи на нуклон за счёт синтеза. Полагают, что железом оканчивается ряд синтеза элементов в ядрах нормальных звёзд (см. Железная звезда), а все последующие элементы могут образоваться только в результате взрывов сверхновых.

Химические свойства простого вещества — железа:

Ржавление и горение в кислороде

1)     На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O₂ + 6H₂ O → 4Fe(OH)₃

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

3Fe+2O₂→(Fe IIFe₂III)O₄   (160 °С)

2)     При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H₂O  –t°→  Fe₃O₄ + 4H₂­

3)     Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

2Fe+3Cl₂→2FeCl₃   (200 °С)

2Fe + 3Br₂  –t°→  2FeBr₃

Fe + S  –t°→  FeS (600 °С)

Fe+2S → Fe+2(S₂-1)   (700°С)

4)       В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н₂SO₄, при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂­ (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe+2 постепенно переводится кислородом в Fe+3 )

Fe + H₂SO₄(разб.) → FeSO₄ + H₂­

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Fе3+:

2Fe + 6H₂SO₄(конц.)  –t°→  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂­ + 6H₂O

Fe + 6HNO₃(конц.)  –t°→  Fe(NO₃)₃ + 3NO₂­ + 3H₂O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди

5)     Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

6)

Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:

и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.

Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др.

Примеси и их влияние на свойства железа

В расплавленном виде железо – это масса однородной жидкой консистенции, которая содержит ряд примесей в растворенном виде. Если углеродистое железо подвергнуть длительному нагреву в пределах точки его плавления, может выделиться свободный углерод. Он по сути своей – графит в мелкораздробленном состоянии. Графит имеет вид темных пятен или точек, которые проявляются на поверхности излома металла.

При обычной температуре и низкой влажности содержащийся в воздухе кислород на железо никак не действует. Если же начать нагрев, металл начнет окисляться и покрываться пленкой магнитной окиси. Вследствие особенностей света такая пленка постепенно окрашивается всеми цветами радуги, от желтого до синего. А после этого становится синевато-серой окалиной.

Ряд соединений железа имеет выраженный бурый цвет. В частности, речь идет о труднорастворимом соединении, известном как гидрат окиси железа.

Дефицит железа

Человек, у которого не хватает железа в организме, тут же ощущает это неблагоприятное явление. Первый признак – быстрая утомляемость и упадок сил.

Симптомы дефицита железа

• Малейшие физические нагрузки тут же вызывают учащенное сердцебиение и одышку – сказывается плохая транспортировка кислорода к клеткам.
• Головокружение, «мушки» в глазах.
• Обмороки.
• Онемение пальцев ног и рук.
• Ухудшение памяти и концентрации внимания.
• Частые инфекционные заболевания, простуды.
• Выпадение волос.
• Деформация, истончение и ломка ногтей.
• Бледность, «прозрачность» кожных покровов.
• Синяки под глазами и т. д.

Последствия дефицита железа

• Развивается глоссит – воспаляются сосочки языка с одновременной их атрофией.
• Хейлит – трещины в уголках губ, пародонтоз, возникает кариес.
• Гастрит (атрофический) – дисфагия, атрофия слизистой пищевода, оболочки носа.
• Изменение цвета склеры – она становится выражено голубой, из-за нехватки железа возникает дистрофия роговицы. Сплетения сосудов глаза практически незаметны.
• Гипотония мышечной структуры по всему телу. По этой причине возможны частые позывы к мочеиспусканию, недержание при кашле, чихании, смехе.
• Мышечные боли.

Симптомы дефицита железа в организме. Фото: zen.yandex.ru

Явным показателем железодефицита также являются язвочки, заеды в уголках рта, трещины на руках. У человека снижается аппетит, ему трудно глотать. Возникают странные желания, которые нередко путают с извращенным пищевым поведением – хочется скушать мел, облизывать железные предметы, съесть бумагу, песок, тесто и т. д.

Признаки дефицита железа у детей

Опасен дефицит железа в организме и для детей. Именно это явление зачастую приводит к умственной и физической отсталости. Также исследовано негативное влияние железа на рост ребенка и развитость его телосложения. Вызывает сбой в работе иммунитета из-за чего плохо проявляются защитные функции.

• Ребенок часто болеет инфекционными, грибковыми патологиями, частые простуды.
• Портится зрение, слух.
• Из-за проблем с памятью и концентрации внимания отстает от сверстников.
• Отличается худощавым и вялым телосложением, плохо кушает.
• Тошнота, рвота, понос.
• Частые истерики, плаксивость без причин, малоподвижность.
• Сонливость днем и бессонница по ночам.

У ребенка при дефиците железа в организме проявляются те же симптомы, что и у взрослых. И, если родители заметили хоть что-нибудь из перечисленного, или у малыша извратился вкус и он ест мел, бумагу и т.д. – налицо проблемы.

Признаки дефицита у беременных

У будущей матери недостаток железа – это частое явление

По этой причине важно вовремя проходить обследование и сдавать анализы. Дело в том, что организм беременной нуждается в большем количестве важного элемента – примерно на 15-20%

Дефицит способствует сбою клеточного дыхания, нарушению обменных процессов.

В результате, нехватка железа в организме проявляется симптомами:

• сонливость;
• вялость;
• деформация ногтевой ложи;
• бессонница по ночам;
• головные боли и головокружение;
• шум в ушах;
• одышка;
• обмороки;
• потеря аппетита;
• выпадение волос и т.д.

Самое опасное – недостаток снабжения плаценты кислородом, транспортировка которого обеспечивается в том числе и железом.

Последствия дефицита у беременных

• отслойкой плаценты;
• задержкой развития младенца;
• гестозом;
• преждевременными родами;
• железодефицитной анемией у малыша в первые месяцы жизни.

Анемия может вызывать экземы, тахикардию, сбой артериального давления (скачки), дрожь конечностей.

Что делать при дефиците железа

В первую очередь важно вовремя обратиться к врачу и пройти полное обследование организма. Ведь недостаток железа в организме может вызывать симптомы опасных заболеваний и процессов в организме человека

По результатам исследований анализов, врач назначает лечение для устранения первопричины. В случае, если проблема вызвана неправильным питанием и образом жизни, происходит коррекция рациона, графика и восполнение дефицита лекарственными препаратами.

Железо: история

Первые железные изделия, изготовленные человеком, датированы учёными IV тыс. до н. э., причем исследования показали, что для их производства использовалось метеоритное железо, для которого характерно 5-30-процентное содержание никеля. Интересно, но пока человечество не освоило добычу Fe путём его переплавки, железо ценилось дороже золота. Объяснялось это тем, что более крепкая и надежная сталь куда больше подходила для изготовления орудий труда и оружия, нежели медь и бронза.

Первый чугун научились получать древние римляне: их печи могли повышать температуру руды до 1400оС, в то время как чугуну было достаточно 1100-1200оС. Впоследствии они же получили и чистую сталь, температура плавления которой, как известно, составляет 1535 градуса по Цельсию.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Самородное железо

Происхождение теллурическое (земное) железо редко встречается в базальтовыхлавах (Уифак, о. Диско, у западного берега Гренландии, вблизи г. Касселя Германия). В обоих пунктах с ним ассоциируют пирротин (Fe_1-xS) и когенит (Fe₃C), что объясняют как восстановление углеродом (в том числе и из вмещающих пород), так и распадом карбонильных комплексов типа Fe(CO)_n. В микроскопических зернах оно не раз устанавливалось в измененных (серпентинизированных) ультраосновных породах также в парагенезисе с пирротином, иногда с магнетитом, за счет которых оно и возникает при восстановительных реакциях. Очень редко встречается в зоне окисления рудных месторождений, при образовании болотных руд. Зарегистрированы находки в осадочных породах, связываемые с восстановлением соединений железа водородом и углеводородами.
Почти чистое железо найдено в лунном грунте, что связывают как с падениями метеоритов, так и с магматическими процессами. Наконец, два класса метеоритов — железокаменные и железные содержат природные сплавы железа в качестве породообразующего компонента.

Биологическое воздействие

Для человека железо как микроэлемент (0,02%) на особом счету: он регулирует клеточное дыхание, входит в состав крови.

Значение для здоровья

Организм взрослого человека содержит 3,5 грамма железа. Из них три четверти входит в гемоглобин крови, остальное распределяется по другим структурам организма.

Питание

В организм железо доставляется пищей.

Самые богатые микроэлементом продукты обнаружены во всех пищевых группах:

• Хлеб, крупы.
• Печень, мясо.
• Яйца.
• Свекла, листовая зелень.
• Бобовые.
• Сухофрукты, орехи, семечки.

Потребность

Суточная потребность в железе (мг):

• дети – 4-18;
• женщины – 18;
• мужчины – 10.

При беременности норма увеличивается вдвое. Больше требуется анемичным людям и донорам.

Организму легче усваивать гемовое железо, поэтому веганам либо вегетарианцам ежесуточно требуется 30-33 мг.

Опасность переизбытка

Однако избыток вещества не приветствуется, поскольку «придавливает» образование антиоксидантов в организме.

Использование воды с содержанием железа более 2 мг на литр нежелательно. Если металла больше 200 мг – вода токсична.

Химический элемент

Периодическая система элементов H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Щелочные металлы	Щёлочноземельные металлы	Переходные металлы
Лёгкие металлы	Полуметаллы	Инертные газы
Неметаллы Галогены Лантаноиды Актиноиды

Железо(англ. IRON) — Fe

Типичные примеси	Ni,C,Co,P,Cu,S
Молекулярный вес	55.85
Происхождение названия	Probably Anglo-Saxon in origin.
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

Фармакологические свойства

Суправит Железо Плюс не лекарственное средство, а биологически активная добавка к рациону питания.

Витамин В12 помогает созревать эритроцитам, активно участвует в свертывании крови, помогает иммунитету работать на необходимом уровне.

Фолиевая кислота проявляет активное действие во время кроветворения, помогает полноценному функционированию печени, ЖКТ, иммунитету, влияет на восстановительные процессы в организме и окислительные. Активно участвует в вырабатывании и нормальной деятельности белых кровяных телец.

В составе Суправита Железо Плюс витамин С помогает расти и восстанавливаться клеткам. Обеспечивает нормальное состояние десен, зубов и костей, кровеносных сосудов, запускает необходимый уровень работы иммунитета.

Аллотропы высокого давления

Эпсилон железо / гексаферрум (ε-Fe)

При давлениях выше примерно 10 ГПа и температурах в несколько сотен кельвинов α-железо превращается в гексагональную плотноупакованную (ГПУ) структуру, которая также известна как ε-железо или гексаферрум; γ-фаза при более высокой температуре также превращается в ε-железо, но при более высоком давлении. Обнаружен антиферромагнетизм в сплавах эпсилон-Fe с Mn, Os и Ru.

Экспериментальная высокая температура и давление

Альтернативная стабильная форма, если она существует, может появиться при давлениях не менее 50 ГПа и температурах не менее 1500 К; считалось, что он имеет ромбическую или двойную ГПУ структуру. по состоянию на декабрь 2011 г. недавние и текущие эксперименты проводятся на аллотропах углерода высокого давления и сверхплотного углерода .

ТАБЛИЦА Сколько нужно железа в день в миллиграммах (мг)

Использование сульфата железа в строительстве

Это химическое вещество исстари применяли для увеличения долговременности деревянных построек.

Начиная с античных греков люди искали материалы, которые помогали бы защитить древесину домов от гниения. Они покрывали их растительными маслами, затем различными красками и лаками. Эффект, в лучшем случае, был не долговременным. Краски и лаки отшелушивались и в этих местах быстро начинали развиваться процессы гниения.

Много более эффективным оказался путь уничтожения бактерий и грибков, разрушающих древесину при помощи различных химических веществ. Сегодня такой метод называется биоцидным. В его основе – пропитка древесины импрегнантами (антисептическими растворами) Среди наиболее эффективных импрегнантов — железный купорос.

Для защиты древесины раствор железного купороса:

• наносят на деревянные поверхности малярными кистями;
• наносят на деревянные детали при помощи распыления распылителем;
• деревянные конструкции погружают в раствор сульфата железа полностью, при этом для повышения эффективности производят их прогревание в растворе.

Еще больший позитивный эффект дает промышленное обрабатывание сернокислым железом деревянных конструкций. Его выполняют одним из ниже приведенных методов:

• пропитывают раствором сульфата железа в автоклавах;
• при помощи диффузионной пропитки, в ходе которой на деревянные детали наносят слой пастообразного материала, который содержит сернокислое железо, постепенно поникающее в материал полностью пропитывая его структуру.

В сельских местностях скандинавских стран и по сегодня применяют старинный специальный состав для окрашивания домов и заборов с целью их защиты от гниения на основе сульфата железа. В состав входят:

• вода 9 литров;
• купорос железный – 1,56 килограмма;
• мука – 0,72 килограмма;
• известковый пигмент сухой – 1,56 килограмма;
• соль – 0,36 килограмма.

В муку постепенно вводят 1/3 части воды и размешивают до получения клейстера, который процеживают и затем нагревают постоянно тщательно размешивая, а затем вводят соль, известковый пигмент и железный купорос – после их полного растворения добавляют остаток воды, предварительно нагрев его.

В случае желания придания краске какого-либо цвета – в неё добавляют соответствующие пигменты. Краску на деревянные поверхности наносят без грунтовки и в два слоя. Расход краски при этом составляет 0,3 килограмма на квадратный метр. Минимальный срок эксплуатации таких поверхностей при атмосферных условиях Норвегии, северных областей Финляндии – двадцать лет.

К достоинствам пропиток на основе сульфата железа строители относят его хорошую водорастворимость (в холодной воде можно приготовить 25% раствор, в горячей – 55%), а также то, что такие растворы не корродируют железные детали.

В России был изобретен и забинтован метод изготовления древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит для строительной и мебельной промышленности из древесных материалов, содержащих целлюлозу и лигнин путем их поэтапной обработки. На одном из этапов основным элементом сложной технологии выступает такой модифицирующий агент, как сульфат железа, который вводят в разогретую паром древесную массу при t=190°C, а затем прессуют в плиты при t=190°C.

Поскольку в данном методе не используются вещества фенольной природы – получаются экологически безопасные плиты повышенной прочности, не подверженные процессам гниения и не выделяющие при эксплуатации формальдегидов. Такие плиты также просты в обработке, влагоустойчивы, мало горючи.

Модифицирующая добавка из сульфата железа одновременно значительно повышает прочность плиточного материала, укорачивает время, нужное для изготовления плит. В строительной промышленности сульфат железа применяют и при изготовлении клинкерных смесей, сухих штукатурок, цементов для удаления ионов шестивалентного хрома.

Физические свойства

Железо — типичный металл, в свободном состоянии — серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности — углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами. Часто выделяют так называемую «триаду железа» — группу трёх металлов (железо Fe, кобальт Co, никель Ni), обладающих схожими физическими свойствами, атомными радиусами и значениями электроотрицательности.

Для железа характерен полиморфизм, оно имеет четыре кристаллические модификации:

• до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика (769 °C ≈ 1043 K — точка Кюри для железа);
• в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмно-центрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика;
• в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;
• выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмно-центрированной кубической решёткой.

Металловедение не выделяет β-Fe как отдельную фазу, и рассматривает её как разновидность α-Fe. При нагреве железа или стали выше точки Кюри (769 °C ≈ 1043 K) тепловое движение ионов расстраивает ориентацию спиновых магнитных моментов электронов, ферромагнетик становится парамагнетиком — происходит фазовый переход второго рода, но фазового перехода первого рода с изменением основных физических параметров кристаллов не происходит.

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации:

• от абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой;
• от 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой;
• от 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

Наличие в стали углерода и легирующих элементов существенным образом изменяет температуры фазовых переходов (см. фазовую диаграмму железо—углерод). Твёрдый раствор углерода в α- и δ-железе называется ферритом. Иногда различают высокотемпературный δ-феррит и низкотемпературный α-феррит (или просто феррит), хотя их атомные структуры одинаковы. Твёрдый раствор углерода в γ-железе называется аустенитом.

В области высоких давлений (свыше 13 ГПа, 128,3 тыс. атм.) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.

Явление полиморфизма чрезвычайно важно для металлургии стали. Именно благодаря α—γ переходам кристаллической решётки происходит термообработка стали

Без этого явления железо как основа стали не получило бы такого широкого применения.

Железо относится к умеренно тугоплавким металлам. В ряду стандартных электродных потенциалов железо стоит до водорода и легко реагирует с разбавленными кислотами. Таким образом, железо относится к металлам средней активности.

Температура плавления железа 1539 °C, температура кипения — 2862 °C.

Применение

Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.

• Железо является основным компонентом сталей и чугунов— важнейших конструкционных материалов.
• Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.
• Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.
• Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.
• Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.
• Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.
• Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.
• Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.
• Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.

Доменный процесс производства чугуна

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:

FeS₂→Fe₂O₃   (O₂,800°С, -SO₂)       FeCO₃→Fe₂O₃  (O₂,500-600°С, -CO₂)

б)  сжигание кокса при горячем дутье:

С_(кокс) + O_{2 (воздух)} →СO₂   (600—700°С)   СO₂ + С_(кокс) ⇌ 2СО   (700—1000    °С)

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:

Fe₂O₃→(CO) (FeIIFe₂III)O₄→(CO) FeO→(CO) Fe

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

Fе_(т)→(C(кокс) 900—1200°С)Fе_(ж)  (чугун, t _пл 1145°С)

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe₂С и графит.

СВОЙСТВА

Железная руда

В чистом виде при нормальных условиях это твердое вещество. Оно обладает серебристо-серым цветом и ярко выраженным металлическим блеском. Механические свойства железа включают в себя уровень твердости по шкале Мооса. Она равна четырем (средняя). Железо обладает хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Последнюю особенность можно ощутить, дотронувшись до железного предмета в холодном помещении. Так как этот материал быстро проводит тепло, он за короткий промежуток времени забирает большую его часть из вашей кожи, и поэтому вы ощущаете холод.
Дотронувшись, к примеру, до дерева, можно отметить, что его теплопроводность намного ниже. Физические свойства железа — это и его температуры плавления и кипения. Первая составляет 1539 градусов по шкале Цельсия, вторая — 2860 градусов по Цельсию. Можно сделать вывод, что характерные свойства железа — хорошая пластичность и легкоплавкость. Но и это еще далеко не все. Также в физические свойства железа входит и его ферромагнитность. Что это такое? Железо, магнитные свойства которого мы можем наблюдать на практических примерах каждый день, — единственный металл, обладающий такой уникальной отличительной чертой. Это объясняется тем, что данный материал способен намагничиваться под действием магнитного поля. А по прекращении действия последнего железо, магнитные свойства которого только что сформировались, еще надолго само остается магнитом. Такой феномен можно объяснить тем, что в структуре данного металла присутствует множество свободных электронов, которые способны передвигаться.

Физические и химические свойства

Железо (Ferrum) Fe – химический элемент побочной подгруппы VIII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 26. Атомная масса – 55,85. Строение атома железа типично для переходных элементов. Это определяет переменную валентность и ярко выраженную способность к комплексообразованию у данного металла.

Для железа характерны двухвалентные и трехвалентные соединения. Известны также соли железистой кислоты, где железо шестивалентно.

Железо – пластичный металл серебристого цвета, хорошо поддается ковке, прокатке и прочим видам механической обработки.

• Плотность – 7,87 г/см3,
• Температура плавления – 1539°С,
• Температура кипения – 2870°С.

Твердое железо растворяет в себе многие элементы, в частности, углерод. На влажном воздухе железо ржавеет, то есть покрывается налетом гидратированного оксида железа бурого цвета. Данный оксид рыхлый и от дальнейшей коррозии железо не защищает. В воде данный металл интенсивно корродирует. При обильном доступе кислорода формируются гидратные формы оксида трехвалентного железа. При недостатке кислорода образуется смешанный оксид.

Источники железа

В каких продуктах Fe содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): грибы сушенные (35), печень говяжья (20), яблоки сушка (15), груша сушка (13), чернослив (13), курага (12), чечевица (12), какао (11,7), урюк (11,7), отруби (11), шиповник (11), соя (10), горох (8-9), гречка (8), фасоль (7,9), земляника (7,8), черника (7), орехи (6,1), бобы (5,5), крупа овсянка (4,3), персики (4,1), кизил (4), пшеничная мука (3,3), баранина (3,1), шпинат (3), хурма (2,5), яблоки (2,5), говядина (2,5), груши (2,3), сазан (2,2), сливы (2,1), абрикосы (2,1), смородина черная (2,1), свекла (2), алыча (1,9), корень петрушки (1,8), белый хлеб (1,5), курятина (1,5), яйцо (1,5), рыба морская (1,1), гранат (1), огурцы (0,9), тыква (0,8), бананы (0,7), морковь (0,7), помидоры (0,6), ревень (0,6), виноград (0,6), салат (0,5), брусника (0,4), апельсины (0,4), ананасы (0,3).

Замечен следующий фактор, которые может повысить уровень поступления железа в организм до 20 раз – приготовление пищи в железной или чугунной посуде, а также употребление пищи из металлической посуды.

Химические источники (Fe): «Гематоген», «Ферроплекс», «Гемоферон», витаминно-минеральные комплексы «Витрум».

Купить качественные витамины и минералы по лучшей цене с доставкой из США можно на всемирно известном сайте iHerb. Чтобы дополнительно получить еще и скидку 5-15% введите при оформлении заказа промокод: BAR6666

Синтез в организме: в клетках печени (гепатоцитах) и клетках селезенки железо освобождается при постоянном распаде эритроцитов.

Продукты животного происхождения, содержащие железо, называются – гемовые. Продукты с Fe растительного происхождения – негемовые. Врачи и многие диетологи утверждают, что гемовые продукты усвояются организмом лучше (почти в 2 раза), нежели растительные источники, однако другая часть тех же самых диетологов опровергают этот факт. Кроме того «негемовое железо» лучше задерживается в организме.

Нельзя не упомянуть тот факт, что согласно Священным Писаниям (Библия), до грехопадения человек кушал только пищу растительного происхождения, и то же самое будет после сотворения нового неба и новой Земли.

История – краткая справка

Теорий происхождения слова «железо» несколько, которые во многом зависят от региона и наречия.

Русское наименование, к которому мы все привыкли имеет праславянские корни «želězo», которое в свою очередь видимо произошло из греческого «χαλκός», что в переводе означает «железо и медь».

Но как бы там не было, неоспоримый факт один – применение железа осуществлялось еще в 4 тысячелетии до н.э., т.к. именно этого периода были найдены древние изделия из этого материала.

Популярными историческими изделиями являются украшения из египетских гробниц (более 3000 до н.э.) и кинжал из древнего города Ур (Шумер), откуда согласно Священным Писанием Бог призвал выйти Авраама.

Первый народ, которые начали плавить Fe – хатты, которые проживали на территории Юго-Восточной сегодняшней Турции примерно в 2000 до н.э. Эти сведения археологи получили из древних текстов царя хеттов Анитты, завоевавшего со своим народом хаттов.

Первые сведения о получении из железа стали появились в записях Аристотеля, из легенды об аргонавтах. Народ «Халибы» тщательно промывали речной песок, отсеивая из него тяжелые фракции гематита и магнетита, которые затем в печи переплавляли до получения серебристого нержавеющего металла.

Свойства

Физические характеристики сильно зависят от чистоты металла.

Важно: нужно отличать вредные примеси от полезных. Так, фосфор и сера ухудшают характеристики железа

Углерод улучшает твердость и механическую прочность.

Железо имеет 4 модификации; их различие в структуре и кристаллической решетке.

Свойства атома
Название, символ, номер	Железо / Ferrum (Fe), 26
Атомная масса (молярная масса)	55,845(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	3d6 4s2
Радиус атома	126 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	117 пм
Радиус иона	(+3e) 64 (+2e) 74 пм
Электроотрицательность	1,83 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Fe←Fe3+ −0,04 В Fe←Fe2+ −0,44 В
Степени окисления	6, 3, 2, 0
Энергия ионизации (первый электрон)	759,1 (7,87) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	7,874 г/см³
Температура плавления	1812 K (1538,85 °C)
Температура кипения	3134 K (2861 °C)
Уд. теплота плавления	247,1 кДж/кг 13,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения	~6088 кДж/кг ~340 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,14 Дж/(K·моль)
Молярный объём	7,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	кубическая объёмноцентрированная
Параметры решётки	2,866 Å
Температура Дебая	460 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 80,4 Вт/(м·К)
Номер CAS	7439-89-6

Химические свойства железа:

1. Степени окисления +2, +3.
2. В присутствии влаги воздуха корродирует, причем слой ржавчины не мешает дальнейшему разрушению металла. Постоянной формулы ржавчина не имеет, общая ее формула Fe2O3·x H2O.
3. Концентрированные растворы H2SO4 и HNO3 пассивируют поверхность железа, образуют оксидную пленку.
4. При взаимодействии с неметаллами образуют нитриды, фосфиды, силициды, карбиды железа.
5. Реагирует с металлами, восстанавливая их из растворов солей.
6. Железная кислота в свободном виде не существует; ее соли — ферраты — обладают сильными окислительными свойствами. Эти свойства используют для обеззараживания воды.