Geležis

Savybės

Fizikinės savybės

Geležis yra pilkas, sidabriškas metalas. Jis yra magnetinis, nors skirtingi geležies alotropai pasižymi skirtingomis magnetinėmis savybėmis. Geležį lengva rasti, iškasti ir išlydyti, todėl ji tokia naudinga. Gryna geležis yra minkšta ir labai plastiška.

Cheminės savybės

Geležis yra reaktyvi. Ji reaguoja su daugeliu rūgščių, pavyzdžiui, sieros rūgštimi. Reaguodama su sieros rūgštimi ji sudaro geležies sulfatą. Ši reakcija su sieros rūgštimi naudojama metalui valyti.

Geležis reaguoja su oru ir vandeniu ir rūdija. Kai rūdys nubyra, atsiveria daugiau geležies, todėl rūdija dar daugiau geležies. Galiausiai surūdija visas geležies gabalas. Kiti metalai, pavyzdžiui, aliuminis, nerūdija. Geležis gali būti legiruojama su chromu ir taip gaunamas nerūdijantis plienas, kuris nerūdija daugeliu sąlygų.

Geležies milteliai gali reaguoti su siera ir sudaryti geležies(II) sulfidą - kietą juodą kietą medžiagą. Geležis taip pat reaguoja su halogenais ir sudaro geležies(III) halogenidus, pavyzdžiui, geležies(III) chloridą. Geležis reaguoja su hidrohalingomis rūgštimis ir sudaro geležies(II) halogenidus, pavyzdžiui, geležies(II) chloridą.

Cheminiai junginiai

Geležis sudaro cheminius junginius su kitais elementais. Paprastai kitas elementas oksiduoja geležį. Kartais paimami du elektronai, o kartais - trys. Junginiai, kuriuose geležis yra paėmusi du elektronus, vadinami geležies junginiais. Junginiai, kuriuose geležis turi tris elektronus, vadinami geležies junginiais. Geležies junginiuose geležis yra +2 oksidacijos būsenos. Geležies junginiuose geležis yra +3 oksidacijos būsenos. Geležies junginiai gali būti juodos, rudos, geltonos, žalios arba violetinės spalvos.

Geležies junginiai yra silpni reduktoriai. Daugelis jų yra žalios arba mėlynos spalvos. Labiausiai paplitęs geležies junginys yra geležies sulfatas.

Geležies junginiai yra oksidatoriai. Daugelis jų yra rudos spalvos. Labiausiai paplitęs geležies junginys yra geležies oksidas, toks pat kaip rūdys. Viena iš priežasčių, kodėl geležis rūdija, yra ta, kad geležies oksidas yra oksidatorius. Jis oksiduoja geležį, rūdija net po dažais. Štai kodėl, jei dažuose yra nedidelis įbrėžimas, visas daiktas gali surūdyti.

Geležies(II) junginiai

+2 oksidacijos būsenos junginiai yra silpni reduktoriai. Paprastai jie yra šviesios spalvos. Ore jie reaguoja su deguonimi. Jie dar vadinami geležies junginiais.

• Geležies (II) sulfidas - blizganti cheminė medžiaga, reaguojanti su rūgštimis ir išskirianti vandenilio sulfidą, randama grunte.
• Geležies(II) sulfatas, mėlynai žalias kristalinis chemikalas, gaunamas reaguojant sieros rūgščiai su plienu, naudojamas betono nuodams, pvz., chromatui, mažinti.
• Geležies(II) chloridas, šviesiai žalios spalvos kristalinė cheminė medžiaga, gaunama reaguojant druskos rūgščiai su plienu
• Geležies(II) hidroksidas, tamsiai žali milteliai, gaminami elektrolizuojant vandenį su geležies anodu, reaguoja su deguonimi ir tampa rudos spalvos.
• Geležies(II) oksidas, juodas, degus, retas

Mišri oksidacijos būsena

Šie junginiai yra reti; tik vienas iš jų yra paplitęs. Jų randama žemėje.

• Geležies(II,III) oksidas - juodas mineralas, naudojamas kaip geležies rūda, kuriame yra +2 ir +3 oksidacijos būsenos geležies.

Geležies(III) junginiai

+3 oksidacijos būsenos junginiai paprastai yra rudos spalvos. Jie yra oksidatoriai. Jie yra koroziniai. Jie dar vadinami geležies junginiais.

• Geležies(III) oksidas, rūdys, raudonai rudos spalvos, tirpsta rūgštyje
• Nuodingas ir ėsdinantis geležies(III) chloridas tirpsta vandenyje ir sudaro tamsiai rudą rūgštinį tirpalą. Gaminamas reaguojant geležiai su druskos rūgštimi ir oksidatoriumi
• Geležies(III) nitratas, šviesiai violetinės spalvos, ėsdinantis, naudojamas ėsdinimui
• Geležies(III) sulfatas, retas, šviesiai rudos spalvos, tirpsta vandenyje. Gaminamas reaguojant geležiai su sieros rūgštimi ir oksidatoriumi.

Geležies (II) oksidas


Geležies (II) sulfatas


Geležies(III) chloridas

Kur randama geležies

Visatoje yra daug geležies, nes ji yra didelių žvaigždžių branduolinių reakcijų galutinis taškas. Tai paskutinis elementas, kuris susidaro prieš supernovai smarkiai suirus, geležis išsisklaido į kosmosą.

Šis metalas yra pagrindinė Žemės branduolio sudedamoji dalis. Netoli paviršiaus jis randamas kaip geležies arba geležies junginys. Kai kuriuose meteorituose geležies yra retųjų mineralų pavidalu. Paprastai geležis randama žemėje hematito rūdos pavidalu, kurios didžioji dalis susidarė per Didįjį oksidacijos įvykį. Geležį iš rūdos galima išgauti aukštakrosnėje krosnyje. Dalis geležies randama magnetito pavidalu.

Mėsoje yra geležies junginių. Geležis yra būtina raudonųjų kraujo kūnelių hemoglobino dalis.

Geležies gamyba

Geležis gaminama didelėse gamyklose, vadinamose geležies gamyklomis, hematitą redukuojant anglimi (koksu). Tai vyksta didelėse talpyklose, vadinamose aukštakrosnėmis. Aukštakrosnė pripildoma geležies rūdos, kokso ir kalkakmenio. Į vidų pučiamas labai karštas oras, kuris sukelia kokso degimą. Dėl didelio karščio anglis reaguoja su geležies rūda, iš geležies oksidų pašalindama deguonį ir sudarydama anglies dioksidą. Anglies dioksidas yra dujos ir iš mišinio pasišalina. Kartu su geležimi yra šiek tiek smėlio. Kalkės, sudarytos iš kalcio karbonato, labai įkaitusios virsta kalcio oksidu ir anglies dioksidu. Kalcio oksidas reaguoja su smėliu ir susidaro skystis, vadinamas šlaku. Šlakas išleidžiamas, paliekant tik geležį. Po reakcijos aukštakrosnėje lieka gryna skysta geležis, kurią atvėsinus galima formuoti ir grūdinti. Beveik visos geležies gamyklos šiandien yra plieno gamyklų dalys, o beveik visa geležis paverčiama plienu.

Yra daugybė būdų, kaip apdoroti geležį. Geležį galima sukietinti įkaitinus metalo gabalą ir įpylus jį į šaltą vandenį. Ją galima suminkštinti kaitinant ir leidžiant lėtai atvėsti. Ją taip pat galima štampuoti sunkiu presu. Ją galima suvynioti į vielą. Jis gali būti valcuojamas ir iš jo gaminamas lakštinis metalas.

Jungtinėse Amerikos Valstijose didžioji dalis geležies buvo išgaunama Minesotoje, o vėliau laivais siunčiama į Indianą ir Mičiganą, kur iš jos buvo gaminamas plienas.

Aukštakrosnė

Naudoja

Kaip metalas

Geležis naudojama daugiau nei bet kuris kitas metalas. Ji stipri ir pigi. Iš jos gaminami pastatai, tiltai, vinys, varžtai, vamzdžiai, sijos ir bokštai.

Geležis nėra labai reaktyvi, todėl ją lengva ir pigu išgauti iš rūdų. Iš jos pagamintas plienas yra labai stiprus, todėl ji naudojama betonui sutvirtinti.

Yra įvairių rūšių geležies. Ketaus geležis - tai geležis, pagaminta straipsnyje aprašytu būdu. Jis yra kietas ir trapus. Iš jo gaminami tokie daiktai kaip lietaus kanalizacijos dangčiai, šulinių dangčiai ir variklių blokai (pagrindinė variklio dalis).

Plienas yra labiausiai paplitusi geležies forma. Plienai būna kelių formų. Lengvasis plienas - tai plienas, turintis mažai anglies. Jis yra minkštas ir lengvai lenkiamas, tačiau lengvai nesutrūkinėja. Jis naudojamas vinims ir vieloms gaminti. Anglinis plienas yra kietesnis, bet trapesnis. Jis naudojamas įrankiuose.

Yra ir kitų plieno rūšių. Nerūdijantis plienas dėl chromo kiekio yra atsparus rūdims, o nikelio ir geležies lydiniai gali išlikti tvirti esant aukštai temperatūrai. Kiti plienai, priklausomai nuo pridėtų lydinių, gali būti labai kieti.

Kaltinė geležis lengvai formuojama ir naudojama tvoroms bei grandinėms gaminti.

Labai gryna geležis yra minkšta ir lengvai rūdija (oksiduojasi). Ji taip pat yra gana reaktyvi.

Kaip junginiai

Geležies junginiai naudojami keliems dalykams. Geležies(II) chloridas naudojamas vandeniui valyti. Taip pat naudojamas geležies (III) chloridas. Geležies(II) sulfatas naudojamas chromatams cemente redukuoti. Kai kurie geležies junginiai naudojami vitaminų gamyboje.

Tiltas iš geležies

Mityba

Geležies trūkumas yra labiausiai paplitęs mitybos trūkumas pasaulyje.

Mūsų kūnams reikia geležies, kad deguonis patektų į raumenis, nes ji yra kai kurių esminių mūsų kūno makromolekulių, pavyzdžiui, hemoglobino, pagrindas, dėl kurio jis geriau veikia. Į daugelį grūdinių produktų pridėta šiek tiek geležies (metalo elemento geležies). Jos į grūdus dedama smulkių metalo drožlių pavidalu. Kartais šias drožles netgi galima pamatyti paėmus itin stiprų magnetą ir įkišus jį į dėžutę. Magnetas pritrauks šiuos geležies gabalėlius. Šių mažų metalo drožlių valgymas nėra kenksmingas mūsų organizmui.

Geležį organizmas geriausiai įsisavina, kai ji yra pridėta prie aminorūgščių - tokia geležis yra dešimt-penkiolika kartų lengviau virškinama nei atskiras elementas. Geležies taip pat yra mėsoje, pavyzdžiui, kepsnyje. Su maisto papildais gaunama geležis yra cheminės medžiagos, pavyzdžiui, geležies (II) sulfato, kuris yra pigus ir gerai pasisavinamas, pavidalu. Organizmas neįsisavina daugiau geležies, nei jam reikia, ir paprastai jos reikia labai nedaug. Raudonuosiuose kraujo kūneliuose esanti geležis yra perdirbama sistemos, kuri skaido senas ląsteles. Kraujo netekimas dėl sužeidimo ar parazitų infekcijos gali būti rimtesnis.

Toksiškumas

Į organizmą patekęs didelis geležies kiekis yra toksiškas. Išgėrus per daug geležies tablečių, žmonės (ypač vaikai) suserga. Be to, yra genetinis sutrikimas, kuris pažeidžia geležies kiekio reguliavimą organizme.

Yra cheminių medžiagų, kurios jungiasi su geležimi ir kurias gali skirti gydytojai.

Susiję puslapiai

• Geležies alotropai
• Geležies junginiai
• Geležies amžius