Төмөр бол химийн элемент юм

1. Химийн элементүүдийн үелэх систем дэх төмрийн байрлал, атомын бүтэц

Төмөр бол VIII d бүлгийн элемент; серийн дугаар - 26; атомын массАр(Fe ) = 56; атомын найрлага: 26 протон; 30 - нейтрон; 26 - электронууд.

Атомын бүтцийн диаграм:

Цахим томьёо: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

Дунд зэргийн идэвхтэй металл, бууруулагч бодис:

Fe 0 -2 e - → Fe +2 , бууруулагч бодис нь исэлддэг

Fe 0 -3 e - → Fe +3 , бууруулагч бодис нь исэлддэг

Исэлдэлтийн үндсэн төлөв: +2, +3

2. Төмрийн тархалт

Төмөр бол байгальд хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг юм . Энэ үзүүлэлтээр дэлхийн царцдас дахь түүний массын эзлэх хувь 5.1% байна хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагааны дараа хоёрдугаарт ордог. Спектрийн шинжилгээгээр тодорхойлогддог селестиел биетүүдэд маш их хэмжээний төмөр байдаг. Луна автомат станцаас ирүүлсэн сарны хөрсний дээжээс төмрийг исэлдээгүй төлөвт илрүүлжээ.

Төмрийн хүдэр дэлхий дээр нэлээд өргөн тархсан. Уралын уулсын нэрс нь өөрсдийгөө ярьдаг: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимичид хөрсөн дэх төмрийн нэгдлүүдийг олдог.

Төмөр ихэнх хэсэгт олддог чулуулаг. Төмөр авахын тулд 30-70% ба түүнээс дээш төмрийн агууламжтай төмрийн хүдрийг ашигладаг.

Гол төмрийн хүдэр нь :

магнетит(соронзон төмрийн хүдэр) - Fe3O4 72% төмрийн агууламжтай, ордууд Өмнөд Урал, Курскийн соронзон аномалид байдаг.

гематит(төмрийн гялбаа, цусны чулуу) - Fe2O3 65% хүртэл төмрийн агууламжтай, ийм ордууд Кривой Рог мужид байдаг.

лимонит(хүрэн төмрийн хүдэр) - Fe 2 O 3* nH 2 O 60% хүртэл төмрийн агууламжтай, ордууд нь Крымд байдаг.

пирит(хүхрийн пирит, төмрийн пирит, муур алт) - FeS 2ойролцоогоор 47% төмрийн агууламжтай, ордууд Уралаас олддог.

3. Хүн, ургамлын амьдрал дахь төмрийн үүрэг

Биохимичид ургамал, амьтан, хүний ​​амьдралд төмрийн чухал үүргийг олж мэдсэн. Гемоглобин хэмээх маш нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн нэг хэсэг болох төмөр нь энэ бодисын улаан өнгийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь хүн, амьтны цусны өнгийг тодорхойлдог. Насанд хүрсэн хүний ​​биед 3 г цэвэр төмөр агуулагддаг бөгөөд үүний 75% нь гемоглобины нэг хэсэг юм. Гемоглобины гол үүрэг нь хүчилтөрөгчийг уушигнаас эд эс рүү зөөвөрлөх, эсрэг чиглэлд - CO 2 юм.

Мөн ургамалд төмөр хэрэгтэй. Энэ нь цитоплазмын нэг хэсэг бөгөөд фотосинтезийн үйл явцад оролцдог. Төмөр агуулаагүй субстрат дээр ургасан ургамал нь цагаан навчтай байдаг. Субстратад бага зэрэг төмрийг нэмж, тэд ногоон өнгөтэй болдог. Цаашлаад, цагаан хуудсыг төмөр агуулсан давсны уусмалаар түрхэхэд л удалгүй түрхсэн хэсэг нь ногоон өнгөтэй болно.

Тиймээс, ижил шалтгаанаар - шүүс, эд эсэд төмөр агуулагддаг - ургамлын навчнууд хөгжилтэй ногоон болж, хүний ​​хацар тод улайдаг.

4. Төмрийн физик шинж чанар.

Төмөр нь 1539 ° C-ийн хайлах цэгтэй мөнгөлөг цагаан металл бөгөөд маш уян хатан байдаг тул боловсруулах, хуурамчаар үйлдэх, өнхрөх, тамгалах зэрэгт хялбар байдаг. Төмөр нь соронзлох, соронзгүйжүүлэх чадвартай тул янз бүрийн цахилгаан машин, төхөөрөмжид цахилгаан соронзон цөм болгон ашигладаг. Үүнийг дулааны болон механик аргаар, жишээлбэл, хатууруулах, өнхрүүлэх замаар илүү их хүч чадал, хатуулгийг өгч болно.

Химийн цэвэр, худалдааны цэвэр төмөр гэж байдаг. Техникийн хувьд цэвэр төмөр нь үндсэндээ нүүрстөрөгч багатай ган бөгөөд 0.02-0.04% нүүрстөрөгч, бүр бага хүчилтөрөгч, хүхэр, азот, фосфор агуулдаг. Химийн цэвэр төмөр нь 0.01%-иас бага хольц агуулдаг. Химийн цэвэр төмөр -мөнгөн саарал, гялалзсан, Гадаад төрхцагаан алттай маш төстэй металл. Химийн цэвэр төмөр нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, хүчилд сайн тэсвэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бага хэмжээний хольц нь түүнийг эдгээр үнэт шинж чанараас нь салгадаг.

5. Төмөр авах

Нүүрс эсвэл нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II), түүнчлэн устөрөгчөөр ислийг бууруулах:

FeO + C = Fe + CO

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Туршилт "Алюминотермийн аргаар төмрийн үйлдвэрлэл"

6. Төмрийн химийн шинж чанар

Хоёрдогч дэд бүлгийн элементийн хувьд төмөр нь хэд хэдэн исэлдэлтийн төлөвийг харуулж чаддаг. Бид зөвхөн төмрийн исэлдэлтийн төлөвийг +2 ба +3 харуулдаг нэгдлүүдийг авч үзэх болно. Тиймээс төмөр нь хоёр ба гурван валенттай хоёр цуврал нэгдлүүдтэй гэж хэлж болно.

1) Агаарт төмөр нь чийгтэй (зэвэрсэн) үед амархан исэлддэг:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3

2) Халуун төмөр утас нь хүчилтөрөгчөөр шатаж, масштаб - төмрийн исэл (II, III) - хар бодис үүсгэдэг.

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Cчийгтэй агаарт хүчилтөрөгч үүсдэг Fe 2 О 3 * nH 2 О

"Төмрийн хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэл" туршилт

3) Өндөр температурт (700-900 ° C) төмөр нь усны ууртай урвалд ордог.

3Fe + 4H 2 O t˚C → Fe 3 O 4 + 4H 2

4) Халах үед төмөр нь металл бустай урвалд ордог.

Fe + S t˚C → FeS

5) Хэвийн нөхцөлд төмөр нь давсны болон шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилд амархан уусдаг.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (дил.) = FeSO 4 + H 2

6) Төмөр нь зөвхөн халах үед төвлөрсөн исэлдүүлэгч хүчилд уусдаг

2Fe + 6H 2 SO 4 (конц. .) t˚C → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (конц. .) t˚C → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 OТөмөр(III)

7. Төмрийн хэрэглээ.

Дэлхийд үйлдвэрлэсэн төмрийн дийлэнх хэсгийг цутгамал төмөр, ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг - төмрийн нүүрстөрөгч болон бусад металлын хайлш. Цутгамал нь 4% орчим нүүрстөрөгч агуулдаг. Ган нь 1.4% -иас бага нүүрстөрөгч агуулдаг.

Цутгамал төмөр нь янз бүрийн цутгамал материал үйлдвэрлэхэд шаардлагатай байдаг - хүнд машин механизм гэх мэт.

Цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүн

Ган нь машин, төрөл бүрийн барилгын материал, дам нуруу, хуудас, цувисан бүтээгдэхүүн, төмөр зам, багаж хэрэгсэл болон бусад олон төрлийн бүтээгдэхүүн хийхэд ашиглагддаг. Үйлдвэрлэлийн хувьд янз бүрийн сортуудган, хайлшлах нэмэлт гэж нэрлэгддэг төрөл бүрийн металлуудыг ашигладаг: М

Симулятор No2 - Генетикийн цуврал Fe 3+

Симулятор No3 - Энгийн ба нарийн төвөгтэй бодисуудтай төмрийн урвалын тэгшитгэл

Нэгтгэх даалгавар

№1. Төмрийн Fe 2 O 3 ба Fe 3 O 4 ислээс ангижруулагч болгон ашиглах урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.
а) устөрөгч;
б) хөнгөн цагаан;
в) нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II).
Урвал бүрийн хувьд электрон тэнцвэрийг бий болго.

№2. Схемийн дагуу өөрчлөлтийг хийнэ үү.
Fe 2 O 3 -> Fe - +H2O, t -> X - +CO, t -> Y - +HCl ->Z
X, Y, Z бүтээгдэхүүнийг нэрлэх үү?

Төмрийн (II) нэгдлүүд

Төмрийн +2 исэлдэлтийн төлөвтэй төмрийн нэгдлүүд нь тогтворгүй бөгөөд төмрийн (III) деривативт амархан исэлддэг.

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2.

Төмрийн (II) гидроксид Fe(OH) 2шинэхэн тунадасны дараа энэ нь саарал ногоон өнгөтэй, усанд уусдаггүй, 150 хэмээс дээш температурт задардаг, исэлдэлтийн улмаас хурдан харанхуйлдаг.

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3.

Энэ нь үндсэн шинж чанар давамгайлсан зөөлөн амфотер шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд исэлдүүлэхгүй хүчилтэй амархан урвалд ордог.

Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O.

Тетрагидроксоферрат (II) үүсгэхийн тулд халаахад төвлөрсөн шүлтийн уусмалуудтай урвалд орно:

Fe(OH) 2 + 2NaOH = Na 2.

Шоунууд нөхөн сэргээх шинж чанар, азотын эсвэл төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй харилцан үйлчлэхэд төмрийн (III) давс үүсдэг.

2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.

Агаар мандлын хүчилтөрөгч байхгүй үед төмрийн (II) давсыг шүлтийн уусмалаар урвалд оруулснаар олж авна.

FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4.

Төмрийн (II) давс.Төмөр (II) бараг бүх анионуудтай давс үүсгэдэг. Ихэвчлэн давс нь ногоон талст гидрат хэлбэрээр талсждаг: Fe(NO 3) 2 6H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, FeBr 2 6H 2 O, (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O (давс). Мора) гэх мэт Давсны уусмал нь цайвар ногоон өнгөтэй бөгөөд гидролизийн улмаас хүчиллэг орчинтой:

Fe 2+ + H 2 O = FeOH + + H +.

Тэд давсны бүх шинж чанарыг харуулдаг.

Агаарт зогсож байхдаа тэдгээр нь ууссан хүчилтөрөгчөөр төмрийн (III) давс болж аажмаар исэлддэг.

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4FeOHCl 2.

Fe 2+ катионт үзүүлэх чанарын урвал - калийн гексацианоферрат (III) (цусны улаан давс) -тай харилцан үйлчлэх:

FeSO 4 + K 3 = KFe↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- = KFe↓

Урвалын үр дүнд тунадас үүснэ цэнхэр өнгөтэй- төмөр (III) гексацианоферрат (II) - кали.

Исэлдэлтийн төлөв +3 нь төмрийн шинж чанар юм.

Төмрийн (III) исэл Fe 2 O 3 -Уг бодис нь бор өнгөтэй бөгөөд гурван полиморф өөрчлөлттэй байдаг.

Үндсэн шинж чанарууд давамгайлж бага зэргийн амфотер шинж чанарыг харуулдаг. Хүчилтэй амархан урвалд ордог:

Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O.

Энэ нь шүлтлэг уусмалуудтай урвалд ордоггүй боловч хайлуулах үед феррит үүсгэдэг.

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O.

Исэлдүүлэх, багасгах шинж чанарыг харуулдаг. Халах үед устөрөгч эсвэл нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II) -ээр буурч, исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг.

Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO + H 2 O,

Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2.

Шүлтлэг орчинд хүчтэй исэлдүүлэгч бодис байгаа тохиолдолд энэ нь бууруулагч шинж чанартай бөгөөд төмрийн (VI) деривативт исэлддэг.

Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

1400 хэмээс дээш температурт энэ нь задардаг:

6Fe 2 O 3 = 4Fe 3 O 4 + O 2.

Төмрийн (III) гидроксидын дулааны задралаар олж авсан:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

эсвэл пиритын исэлдэлт:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.

FeCl 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KCl,

Өгүүллэг

Төмөр нь багаж хэрэгсэл болохын хувьд эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Археологийн малтлагын үеэр олдсон хамгийн эртний төмрийн эд зүйлс нь МЭӨ 4-р мянганы үеийнх юм. д. мөн эртний Шумер, эртний Египетийн соёл иргэншилд харьяалагддаг. Эдгээр нь солирын төмрөөр хийгдсэн, өөрөөр хэлбэл төмөр, никелийн хайлш (сүүлийн агууламж 5-30% хооронд хэлбэлздэг), Египетийн булшны үнэт эдлэл (МЭӨ 3800 орчим), Шумерын Ур хотын чинжалаар (ойролцоогоор). МЭӨ 3100). e.). Грек хэл дээрх төмрийн нэрний нэг нь бололтой латин хэлнүүд: "side" ("одтой" гэсэн утгатай).

Хайлуулж гаргаж авсан төмрөөр хийсэн бүтээгдэхүүн нь Европоос Ази, Газар дундын тэнгисийн арлууд болон түүнээс цааш (МЭӨ 4-3-р мянганы сүүлч) Ари овог аймгууд суурьшсан үеэс хойш мэдэгдэж байсан. Мэдэгдэж байгаа хамгийн эртний төмөр багаж бол Египетийн Хеопс пирамидын (МЭӨ 2530 онд баригдсан) өрлөгөөс олдсон ган ир юм. Нубийн цөлд хийсэн малтлагаас харахад тэр үед египетчүүд олборлосон алтыг хүнд магнетит элсээс салгах гэж оролдож, хүдрийг хивэг болон нүүрстөрөгч агуулсан ижил төстэй бодисоор шохойжуулжээ. Үүний үр дүнд тусад нь боловсруулсан алтны хайлмал гадаргуу дээр зуурсан төмрийн давхарга хөвж байв. Энэ төмрөөр багаж хэрэгсэл, тэр дундаа Хеопс пирамидаас олдсон багажуудыг хийсэн. Гэсэн хэдий ч Хеопс Менкаурын ач хүү (МЭӨ 2471-2465) Египетэд үймээн самуун дэгдээж, Ра бурхны тахилч нараар удирдуулсан язгууртнууд эрх баригч гүрнийг түлхэн унагаж, хууль бусаар булаан авах үсрэлт эхэлсэн бөгөөд энэ нь Египетэд нэгдэн орсноор дууссан юм. дараагийн гүрний фараон, тахилч нар хүү, хувилгаан болсон Ра бурханыг тунхагласан Усеркар (түүнээс хойш энэ нь фараонуудын албан ёсны статус болсон). Энэхүү үймээн самууны үеэр египетчүүдийн соёл, техникийн мэдлэг буурч, пирамид барих урлаг доройтож, төмрийн үйлдвэрлэлийн технологи алдагдаж, улмаар зэс хайн Синайн хойгийг судлахдаа хүдэр, египетчүүд тэнд байсан төмрийн хүдрийн ордуудад огт анхаарал хандуулдаггүй байсан бөгөөд хөрш зэргэлдээх Хитчүүд болон Митаничуудаас төмрийг хүлээн авдаг байв.

Төмрийн үйлдвэрлэлийг анх эзэмшсэн нь Хутчууд байсан бөгөөд үүнийг Хуттын нутаг дэвсгэр дээр (Орчин үеийн Турк дахь Анатоли) эзэнт гүрнээ байгуулсан Хитчүүдийн бичвэрт төмрийн тухай хамгийн эртний (МЭӨ 2-р мянганы) дурдсан байдаг. Тиймээс, Хитийн хаан Аниттагийн бичвэрт (МЭӨ 1800 оны орчим) өгүүлсэн байдаг.

Пурушханда хот руу аян дайнд явахад Пурушханда хотын нэгэн хүн надад мөргөхөөр (...?) ирж, хүлцэнгүй байдлын тэмдэг болгон 1 төмөр сэнтий, 1 төмөр таяг (?) бэлэглэсэн юм. (?) ...

(эх сурвалж: Гиоргадзе Г.Г.// Элч эртний түүх. 1965. № 4.)

Эрт дээр үед Халибууд төмрийн бүтээгдэхүүний мастер гэдгээрээ алдартай байв. Аргонавтуудын тухай домогт (Трояны дайнаас 50 жилийн өмнө тэдний Колхид хийсэн аян дайн болсон) Колчисын хаан Эет Жейсонд Аресын талбайг хагалахын тулд төмөр анжис өгсөн бөгөөд түүний харьяат Калибрууд гэж ярьдаг. , тодорхойлсон байна:

Тэд газар хагалдаггүй, жимсний мод тарьдаггүй, баян нугад сүргээ бэлчдэггүй; тариагүй газраас хүдэр, төмрийг олборлож, түүгээр хоол хүнс солилцдог. Тэдний хувьд шаргуу хөдөлмөрлөхгүйгээр өдөр эхэлдэггүй, тэд бүтэн өдрийг шөнийн харанхуй, өтгөн утаан дунд өнгөрөөдөг ...

Аристотель ган үйлдвэрлэх арга барилаа тайлбарлав: "Халибчууд эх орныхоо голын элсийг хэд хэдэн удаа угааж, улмаар хар баяжмалыг (гол төлөв магнетит ба гематитаас бүрддэг хүнд хэсэг) гаргаж, зууханд хайлуулсан; Ийнхүү олж авсан металл нь мөнгөлөг өнгөтэй, зэвэрдэггүй байсан."

Ган хайлуулах түүхий эд болгон Хар тэнгисийн эрэг дагуу ихэвчлэн олддог магнетит элсийг ашигласан: эдгээр магнетит элс нь магнетит, титано-магнетит эсвэл ильменитын жижиг үр тариа, бусад чулуулгийн хэлтэрхийнээс бүрддэг тул Халибанчуудын хайлуулсан ган хайлштай, маш сайн шинж чанартай байсан. Төмөр олж авах энэхүү өвөрмөц арга нь Халибчууд төмрийг зөвхөн технологийн материал болгон тарааж байсныг харуулж байгаа боловч тэдний арга нь төмрийн бүтээгдэхүүнийг үйлдвэрлэлийн өргөнөөр үйлдвэрлэх арга байж чадахгүй байв. Гэсэн хэдий ч тэдний үйлдвэрлэл нь түлхэц болсон Цаашдын хөгжилтөмрийн металлурги.

Хамгийн ихдээ эртний цаг үетөмрийг алтнаас илүү үнэлдэг байсан ба Страбонын тодорхойлолтоор Африкийн овог аймгууд 1 фунт төмрийг 10 фунт алт, түүхч Г.Арешяны судалгаагаар эртний хүмүүсийн дунд зэс, мөнгө, алт, төмрийн өртөг Хитчүүд 1: 160: 1280: 6400 харьцаатай байсан бөгөөд тэр үед төмрийг үнэт эдлэл болгон ашигладаг байсан бөгөөд үүнээс хаант улсын сэнтий болон бусад ёслолуудыг хийдэг байсан: жишээлбэл, Дэд хууль 3.11-ийн Библийн номонд "төмөр ор" гэж дүрсэлсэн байдаг. Рефаим хаан Ог.

Тутанхамуны булшнаас (МЭӨ 1350 он) алтан хүрээтэй төмөр чинжаал олдсон нь дипломат зорилгоор хитчүүдээс бэлэглэсэн байж магадгүй юм. Гэвч хитчүүд төмөр болон түүний технологийг өргөнөөр түгээхийг хичээгээгүй нь Египетийн фараон Тутанхамон болон түүний хадам эцэг Хитчүүдийн хаан Хаттусил хоёрын хооронд бидэнд ирсэн захидал харилцаанаас тодорхой харагдаж байна. Фараон дахин төмөр илгээхийг хүсэхэд Хитийн хаан төмрийн нөөц ширгэж, дархчууд газар тариалангийн ажилд завгүй байгаа тул хааны хүргэний хүсэлтийг биелүүлж чадахгүй, зөвхөн илгээсэн гэж хариулав. "сайн төмөр" (өөрөөр хэлбэл ган) хийсэн нэг чинжаал. Таны харж байгаагаар хитчүүд мэдлэгээ ашиглан цэргийн давуу тал олж авахыг оролдсон бөгөөд бусдад тэднийг гүйцэх боломжийг олгосонгүй. Трояны дайн, Хитийн гүрэн унасны дараа л төмрийн бүтээгдэхүүн өргөн дэлгэрч, Грекчүүдийн худалдааны үйл ажиллагааны ачаар төмрийн технологи олон хүнд танигдаж, төмрийн шинэ орд, уурхай нээгдэж эхэлсэн нь энэ бололтой. Ингээд “хүрэл” үеийг “төмрийн” үеээр сольсон.

Гомерын тайлбарласнаар, Трояны дайны үед (ойролцоогоор МЭӨ 1250 он) зэвсгийг ихэвчлэн зэс, хүрэлээр хийдэг байсан ч төмөр нь аль хэдийн алдартай байсан бөгөөд маш их эрэлт хэрэгцээтэй байсан. үнэт металл. Жишээлбэл, "Илиад"-ын 23-р дуунд Гомер зээрэнцэг шидэх тэмцээнд түрүүлсэн хүнд төмрөөр хийсэн зээрэнцгийг Ахиллес шагнасан гэжээ. Ахейчууд энэ төмрийг Троячууд болон хөрш зэргэлдээх ард түмнүүдээс олборлосон (Илиад 7.473), түүний дотор Троячуудын талд тулалдаж байсан Халибууд:

"Бусад Ахейн эрчүүд бартераар дарс худалдаж авсан.
Тэд тэдгээрийг зэс, саарал төмрөөр сольж,
Үхрийн арьс эсвэл эгц эвэртэй үхэрт зориулсан тэдгээр нь,
Тэдгээр нь бүрэн дүүрэн хүмүүст зориулагдсан. Мөн баяр баясгалантай найр бэлдсэн ..."

Төмөр нь Ахейн Грекчүүдийг Бага Ази руу нүүлгэн шилжүүлэхэд түлхэц болсон шалтгаануудын нэг байж магадгүй бөгөөд тэд үүнийг үйлдвэрлэх нууцыг олж мэдсэн. Мөн Афин дахь малтлага нь аль хэдийн МЭӨ 1100 онд гэдгийг харуулсан. д. дараа нь төмөр сэлэм, жад, сүх, тэр ч байтугай төмөр хадаас аль хэдийн өргөн тархсан байв. Библийн Иошуа 17:16-д (Шүүгчид 14:4-ийг харна уу) филистчүүд (библийн "ПИЛИСТИМ" ба эдгээр нь хожмын Эллинчүүд, гол төлөв пеласгичуудтай холбоотой прото-Грек овгууд байсан) олон төмөр тэрэгтэй байсан гэж дүрсэлсэн байдаг. Энэ үед төмрийг аль хэдийн их хэмжээгээр хэрэглэж эхэлсэн.

"Илиада ба Одиссей"-д Гомер төмрийг "хатуу металл" гэж нэрлээд, багаж хэрэгслийн хатуурлыг дүрсэлсэн байдаг.

"Үр дүнтэй хуурамчаар үйлдэгч сүх эсвэл сүх хийсэн.
Металл ус руу орж, түүнийг халааж, хоёр дахин нэмэгдүүлнэ
Тэр цайзтай байсан, тэр усанд автдаг ... "

Гомер төмрийг хэцүү гэж нэрлэжээ, учир нь эрт дээр үед төмрийг үйлдвэрлэх гол арга нь бяслаг үлээх үйл явц байсан: төмрийн хүдэр, нүүрсний ээлжлэн давхаргыг тусгай зууханд (зуухнууд - эртний "Эвэр" -ээс эвэр, хоолой, анхнаасаа ийм зууханд шатаасан байна. зүгээр л газар ухсан хоолой , ихэвчлэн жалгын налууд хэвтээ). Зуурмагийн үйлдвэрт төмрийн ислийг халуун нүүрсээр металл болгон бууруулж, хүчилтөрөгчийг шингээж, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл болгон исэлдүүлж, хүдрийг нүүрсээр шохойжуулсны үр дүнд зуурсан гурил шиг кричин (хөвөн) төмрийг гаргаж авдаг. Крица алхны хүчтэй цохилтоор хольцыг шахаж, хуурамчаар үйлдэх замаар шаарыг цэвэрлэв. Эхний хуурамч үйлдвэрүүд нь харьцангуй бага температуртай байсан - цутгамал төмрийн хайлах цэгээс мэдэгдэхүйц доогуур байсан тул төмөр нь харьцангуй бага нүүрстөрөгчтэй болсон. Хүчтэй ган авахын тулд төмрийн голыг нүүрсээр олон удаа шохойж, хуурамчаар үйлдэх шаардлагатай байсан бол металлын гадаргуугийн давхаргыг нүүрстөрөгчөөр нэмж, бэхжүүлсэн. Ийнхүү "сайн төмөр" олж авсан бөгөөд энэ нь маш их хөдөлмөр шаарддаг боловч ийм аргаар олж авсан бүтээгдэхүүн нь хүрэлээс хамаагүй илүү бат бөх, хатуу байв.

Хожим нь тэд ган үйлдвэрлэхэд илүү үр ашигтай зуух (оросоор - тэсэлгээний зуух, домна) хийж сурсан бөгөөд зууханд агаар оруулахын тулд хөөрөг ашигласан. Ромчууд зуухны температурыг ган хайлах (ойролцоогоор 1400 градус, цэвэр төмрийг 1535 градуст хайлдаг) хүртэл яаж авчрахаа аль хэдийн мэддэг байсан. Энэ нь 1100-1200 градусын хайлах температуртай цутгамал төмрийг гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь хатуу төлөвт маш хэврэг (бүр гангийн уян хатан чанаргүй) байдаг. Энэ нь анхандаа хортой дайвар бүтээгдэхүүн гэж тооцогддог байсан. гахайн төмөр, оросоор ширэм, ембүү, уг нь цутгамал гэдэг үг хаанаас гаралтай) гэсэн боловч дараа нь зууханд агаар үлээлгэх үед дахин хайлуулахад цутгамал төмөр нь сайн чанарын ган болж хувирдаг болохыг олж мэдсэн. илүүдэл нүүрстөрөгч шатдаг тул. Цутгамал төмрөөр ган үйлдвэрлэх энэхүү хоёр үе шаттай үйл явц нь эгзэгтэйг бодвол илүү энгийн бөгөөд илүү ашигтай болсон бөгөөд энэ зарчмыг олон зууны турш өөрчлөгдөөгүй бөгөөд өнөөг хүртэл төмрийн материал үйлдвэрлэх үндсэн арга хэвээр байна.

Ном зүй: Карл Бакс.Дэлхийн дотоод ертөнцийн баялаг. М.: Ахиц дэвшил, 1986, 244-р тал, "Төмөр" бүлэг

нэрний гарал үүсэл

Славян "төмөр" гэдэг үгийн гарал үүслийн хэд хэдэн хувилбар байдаг (Беларусь залеза, Украины zalizo, Хуучин Слав. төмөр, Болгар Желязо, Сербохорв. Жежезо, Польш Желазо, Чех Железо, Словен. Железо).

Этимологийн нэг нь Праславыг холбодог. *жэлэзо грек үгтэй χαλκός , энэ нь өөр хувилбараар төмөр, зэс гэсэн утгатай *жэлэзоүгтэй төстэй *жэлий"яст мэлхий" ба * шиллэгээ"чулуу" гэсэн ерөнхий утга бүхий "чулуу". Гурав дахь хувилбар нь үл мэдэгдэх хэлнээс эртний зээлж авахыг санал болгож байна.

Герман хэлүүд төмөр (Готик) гэсэн нэрийг зээлж авсан. eisarn, Англи төмөр, Герман Эйзен, Нидерланд ижзер, дат. Жерн, Швед ярн) Селтикээс.

Кельтийн өмнөх үг *исарно-(> Хуучин Ирландын iarn, Хуучин Бретт hoiarn), магадгүй өвөг дээдсийн I.e. рүү буцдаг. *h 1 esh 2 r-no- "цуст" гэсэн утгын хөгжил бүхий "цуст"> "улаан"> "төмөр". Өөр нэг таамаглалаар энэ үг өвөг дээдсийн i.e. *(H)ish 2 ro- "хүчтэй, ариун, ер бусын хүчийг эзэмшдэг."

Эртний Грек үг σίδηρος , мөнгө гэсэн славян, герман, балтийн үгтэй ижил эх сурвалжаас зээлсэн байж магадгүй.

Байгалийн төмрийн карбонатын нэр (сидерит) нь Латин хэлнээс гаралтай. sidereus- одтой; Үнэхээр ч хүмүүсийн гарт орсон анхны төмөр нь солирын гаралтай байжээ. Магадгүй энэ давхцал санамсаргүй биш байх. Ялангуяа эртний Грек үг sideros (σίδηρος)төмрийн болон латин хэлний хувьд сидус, "од" гэсэн утгатай, магадгүй нийтлэг гарал үүсэлтэй.

Изотопууд

Байгалийн төмөр нь дөрвөн тогтвортой изотопоос бүрдэнэ: 54 Fe (изотопын элбэг дэлбэг байдал 5.845%), 56 Fe (91.754%), 57 Fe (2.119%), 58 Fe (0.282%). Төмрийн 20 гаруй тогтворгүй изотопууд нь 45-аас 72 хүртэлх масстай байдаг бөгөөд хамгийн тогтвортой нь 60 Fe (2009 онд шинэчлэгдсэн мэдээллээр хагас задралын хугацаа 2.6 сая жил), 55 Fe (2.737 жил), 59 юм. Fe ( 44.495 хоног) ба 52 Fe (8.275 цаг); Үлдсэн изотопуудын хагас задралын хугацаа 10 минутаас бага байна.

Төмрийн изотоп 56 Fe нь хамгийн тогтвортой цөмүүдийн нэг юм: дараах бүх элементүүд нь задралаар нэг нуклонд ногдох холболтын энергийг бууруулж чаддаг ба өмнөх бүх элементүүд нь үндсэндээ нэг нуклонд ногдох холболтын энергийг хайлуулах замаар бууруулж чаддаг. Төмөр нь ердийн оддын цөм дэх элементүүдийн нийлэгжилтийн цувралыг төгсгөдөг гэж үздэг (Төмөр одыг үзнэ үү) ба дараагийн бүх элементүүд нь зөвхөн суперновагийн дэлбэрэлтийн үр дүнд бий болно.

Төмрийн геохими

Төмөрлөг устай усан дулаан булаг. Төмрийн исэл нь усыг хүрэн өнгөтэй болгодог.

Төмөр бол нарны аймгийн, ялангуяа гараг дээр хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг юм хуурай газрын бүлэг, ялангуяа Дэлхий дээр. Газрын гаригуудын төмрийн нэлээд хэсэг нь гарагуудын цөмд байрладаг бөгөөд түүний агууламж 90% орчим байдаг гэж үздэг. Дэлхийн царцдас дахь төмрийн агууламж 5%, мантид 12% орчим байдаг. Металлуудаас төмөр нь холтосдоо элбэг дэлбэгээрээ хөнгөн цагааны дараа ордог. Үүний зэрэгцээ бүх төмрийн 86% нь цөмд, 14% нь мантид байдаг. Төмрийн агууламж нь пироксен, амфибол, оливин, биотиттэй холбоотой магмын чулуулагт ихээхэн нэмэгддэг. Төмөр нь дэлхийн царцдасын бараг бүх экзоген болон эндоген процессын үед үйлдвэрлэлийн концентрацид хуримтлагддаг. Далайн ус маш бага хэмжээгээр төмрийг 0,002-0,02 мг/л агуулдаг. Голын усанд бага зэрэг өндөр - 2 мг/л.

Төмрийн геохимийн шинж чанар

Төмрийн хамгийн чухал геохимийн шинж чанар нь хэд хэдэн исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Төмөр нь төвийг сахисан хэлбэрээр - металл - дэлхийн цөмийг бүрдүүлдэг, магадгүй мантид байдаг бөгөөд дэлхийн царцдасаас маш ховор байдаг. Төмрийн төмөр FeO нь манти болон царцдас дахь төмрийн үндсэн хэлбэр юм. Исэл төмрийн Fe 2 O 3 нь дэлхийн царцдасын хамгийн дээд, хамгийн исэлдсэн хэсгүүд, ялангуяа тунамал чулуулгийн шинж чанартай байдаг.

Кристал химийн шинж чанарын хувьд Fe 2+ ион нь дэлхийн бүх чулуулгийн нэлээд хэсгийг бүрдүүлдэг бусад үндсэн элементүүд болох Mg 2+ ба Ca 2+ ионуудтай ойролцоо байдаг. Кристал химийн ижил төстэй байдлаас шалтгаалан төмөр нь олон силикат дахь магни, хэсэгчлэн кальцийг орлуулдаг. Энэ тохиолдолд хувьсах найрлагатай эрдэс дэх төмрийн агууламж ихэвчлэн температур буурах тусам нэмэгддэг.

Төмрийн эрдэс

Төмөр агуулсан олон тооны хүдэр, эрдэс бодисыг мэддэг. Практикт хамгийн чухал ач холбогдолтой нь улаан төмрийн хүдэр (гематит, Fe 2 O 3; 70% хүртэл Fe агуулдаг), соронзон төмрийн хүдэр (магнетит, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; 72.4% Fe агуулсан), хүрэн төмрийн хүдэр эсвэл лимонит (гетит ба гидрогоетит, FeOOH ба FeOOH·nH 2 O тус тус). Гёттит ба гидрогоетит нь ихэвчлэн өгөршсөн царцдасаас олддог бөгөөд зузаан нь хэдэн зуун метр хүрдэг "төмөр малгай" гэж нэрлэгддэг. Тэд мөн нуур эсвэл далайн эргийн хэсгүүдэд коллоид уусмалаас унасан тунамал гаралтай байж болно. Энэ тохиолдолд oolitic буюу буурцагт ургамал, төмрийн хүдэр үүсдэг. Вивианит Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O ихэвчлэн тэдгээрт олддог бөгөөд хар сунасан талстууд болон радиаль дүүргэгчийг үүсгэдэг.

Төмрийн сульфид нь байгальд өргөн тархсан байдаг - пирит FeS 2 (хүхэр эсвэл төмрийн пирит) ба пиротит. Эдгээр нь төмрийн хүдэр биш - пиритийг хүхрийн хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд пирротит нь ихэвчлэн никель, кобальт агуулдаг.

Орос улс төмрийн хүдрийн нөөцөөрөө дэлхийд нэгдүгээрт ордог. Далайн усанд төмрийн агууламж 1·10−5 -1·10−8% байна.

Бусад түгээмэл олддог төмрийн эрдэсүүд:

• Сидерит - FeCO 3 - ойролцоогоор 35% төмөр агуулдаг. Энэ нь шаргал цагаан (бохир бол саарал эсвэл хүрэн өнгөтэй) өнгөтэй. Нягт нь 3 г/см³, хатуулаг нь Mohs масштабаар 3.5-4.5 байна.
• Марказит - FeS 2 - 46.6% төмөр агуулдаг. Энэ нь 4.6-4.9 г/см³ нягттай, Мохсын хэмжүүрээр 5-6 хатуулагтай шаргал, гууль шиг, бипирамид хэлбэртэй ромбо талст хэлбэртэй байдаг.
• Löllingite - FeAs 2 - 27.2% төмрийн агууламжтай бөгөөд мөнгөлөг цагаан бипирамид хэлбэртэй ромбо талст хэлбэртэй байдаг. Нягт нь 7-7.4 г/см³, хатуулаг нь Mohs масштабаар 5-5.5 байна.
• Mispickel - FeAsS - 34.3% төмөр агуулдаг. Энэ нь 5.6-6.2 г / см³ нягттай, Мохсын масштабаар 5.5-6 хатуулагтай цагаан моноклиник призм хэлбэрээр үүсдэг.
• Мелантерит - FeSO 4 · 7H 2 O - байгальд ховор тохиолддог бөгөөд ногоон өнгөтэй (эсвэл хольцын улмаас саарал өнгөтэй) шилэн гялалзсан, хэврэг моноклин талст юм. Нягт нь 1.8-1.9 г/см³.
• Вивианит - Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O - 2.95 г / см³ нягттай, Мохсын масштабаар 1.5-2 хатуулагтай хөх саарал эсвэл ногоон саарал өнгийн моноклиник талст хэлбэрээр үүсдэг.

Дээр дурдсан төмрийн эрдэсээс гадна жишээлбэл:

Үндсэн ордууд

АНУ-ын Геологийн албаны (2011 оны тооцоогоор) дэлхийн төмрийн хүдрийн батлагдсан нөөц 178 тэрбум тонн орчим байна. Төмрийн гол ордууд нь Бразил (1-р байр), Австрали, АНУ, Канад, Швед, Венесуэл, Либери, Украйн, Франц, Энэтхэгт байрладаг. Орос улсад төмрийг Курскийн соронзон аномали (КМА), Кола хойг, Карелия, Сибирьт олборлодог. Төмөр, манган болон бусад үнэт металлын хамт зангилаанд агуулагддаг далайн ёроолын ордууд сүүлийн үед ихээхэн үүрэг гүйцэтгэх болсон.

Баримт

Аж үйлдвэрт төмрийг төмрийн хүдрээс, гол төлөв гематит (Fe 2 O 3), магнетит (FeO Fe 2 O 3) зэргээс авдаг.

Орших янз бүрийн арга замуудхүдрээс төмрийн олборлолт. Хамгийн түгээмэл нь домэйн процесс юм.

Үйлдвэрлэлийн эхний үе шат нь 2000 ° C-ийн температурт тэсэлгээний зууханд төмрийг нүүрстөрөгчөөр бууруулах явдал юм. Домен зууханд кокс хэлбэрээр нүүрстөрөгч, бөөгнөрөл эсвэл үрэл хэлбэрээр төмрийн хүдэр, флюс (шохойн чулуу гэх мэт) нь дээрээс тэжээгддэг бөгөөд доороос нь албадан халуун агаарын урсгалаар хангадаг.

Зууханд кокс хэлбэрийн нүүрстөрөгч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл болж исэлддэг. Энэ исэл нь хүчилтөрөгчийн дутагдалд шатах үед үүсдэг.

Хариуд нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл нь хүдрээс төмрийг бууруулдаг. Энэ урвалыг хурдан явуулахын тулд халсан нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг төмрийн (III) ислээр дамжуулдаг.

Кальцийн исэл нь цахиурын давхар исэлтэй нийлж, шаар - кальцийн метасиликат үүсгэдэг.

Шаар нь цахиурын давхар ислээс ялгаатай нь зууханд хайлуулдаг. Төмрөөс хөнгөн шаар гадаргуу дээр хөвдөг - энэ шинж чанар нь металаас шаарыг салгах боломжийг олгодог. Дараа нь шаарыг барилга, хөдөө аж ахуйд ашиглаж болно. Домен зууханд үйлдвэрлэсэн хайлсан төмөр нь маш их хэмжээний нүүрстөрөгч (цутгамал) агуулдаг. Цутгамал төмрийг шууд ашиглахаас бусад тохиолдолд цаашдын боловсруулалтыг шаарддаг.

Илүүдэл нүүрстөрөгч болон бусад хольцыг (хүхэр, фосфор) цутгамал төмрөөс ил задгай зуух эсвэл хувиргагчид исэлдүүлэх замаар зайлуулдаг. Цахилгаан зуухыг хайлшин ган хайлуулахад мөн ашигладаг.

Домен зуухны процессоос гадна төмрийг шууд үйлдвэрлэх үйл явц түгээмэл байдаг. Энэ тохиолдолд урьдчилан буталсан хүдрийг тусгай шавартай хольж, үрэл үүсгэдэг. Үрлэн шатааж, устөрөгч агуулсан халуун метан хувиргах бүтээгдэхүүнээр босоо амны зууханд боловсруулдаг. Устөрөгч нь төмрийг амархан бууруулдаг:

,

энэ тохиолдолд төмрийг нүүрсэнд нийтлэг байдаг хүхэр, фосфор зэрэг хольцоор бохирдуулахгүй. Төмрийг хатуу хэлбэрээр олж авдаг бөгөөд дараа нь цахилгаан зууханд хайлуулдаг.

Химийн цэвэр төмрийг түүний давсны уусмалын электролизээр олж авдаг.

Физик шинж чанар

Полиморфизмын үзэгдэл нь гангийн металлургийн хувьд туйлын чухал юм. Кристал торны α-γ шилжилтийн ачаар гангийн дулааны боловсруулалт явагддаг. Энэ үзэгдэл байгаагүй бол гангийн үндэс болсон төмрийг ийм өргөнөөр ашиглахгүй байх байсан.

Төмөр нь дунд зэргийн галд тэсвэртэй металл юм. Стандарт электродын потенциалын цувралд төмөр нь устөрөгчийн өмнө эрэмбэлэгддэг бөгөөд шингэрүүлсэн хүчилтэй амархан урвалд ордог. Тиймээс төмөр нь завсрын үйл ажиллагааны металлд хамаардаг.

Төмрийн хайлах цэг нь 1539 ° C, буцлах цэг нь 2862 ° C байна.

Химийн шинж чанар

Онцлог исэлдэлтийн төлөв

• Хүчил нь чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй - зөвхөн түүний давсыг олж авдаг.

Төмөр нь төмрийн исэлдэлтийн төлөвөөр тодорхойлогддог - +2 ба +3.

Исэлдэлтийн төлөв +2 нь хар исэл FeO ба ногоон гидроксид Fe(OH) 2-тай тохирч байна. Тэд үндсэн шинж чанартай байдаг. Давсуудад Fe(+2) нь катион хэлбэрээр байдаг. Fe(+2) нь сул бууруулагч бодис юм.

Исэлдэлтийн төлөв +3 нь улаан хүрэн исэл Fe 2 O 3 ба хүрэн гидроксид Fe (OH) 3-тай тохирч байна. Эдгээр нь хүчиллэг боловч амфотер шинж чанартай бөгөөд үндсэн шинж чанар нь сул илэрхийлэгддэг. Тиймээс Fe 3+ ионууд хүчиллэг орчинд ч бүрэн гидролиз болдог. Fe(OH) 3 нь зөвхөн төвлөрсөн шүлтлэгт уусдаг (тэр ч байтугай бүрэн биш). Fe 2 O 3 нь шүлтүүдтэй зөвхөн хайлуулж, феррит үүсгэдэг (чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй HFeO 2 хүчлийн албан ёсны хүчлийн давсууд):

Төмөр (+3) нь ихэвчлэн сул исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг.

Исэлдэлтийн төлөв байдал +2 ба +3 нь исэлдэлтийн нөхцөл өөрчлөгдөхөд амархан өөрчлөгддөг.

Үүнээс гадна Fe 3 O 4 исэл байдаг бөгөөд төмрийн албан ёсны исэлдэлтийн төлөв нь +8/3 байна. Гэсэн хэдий ч энэ ислийг төмрийн (II) феррит Fe +2 (Fe +3 O 2) 2 гэж үзэж болно.

Мөн +6 исэлдэлтийн төлөв байдаг. Харгалзах исэл ба гидроксид нь чөлөөт хэлбэрээр байдаггүй боловч давсыг олж авдаг - ферратууд (жишээлбэл, K 2 FeO 4). Төмөр (+6) нь тэдгээрт анион хэлбэрээр байдаг. Ферратууд нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм.

Энгийн бодисын шинж чанар

Агаарт 200 ° C хүртэл температурт хадгалах үед төмрийг аажмаар исэлдүүлсэн өтгөн хальсаар бүрхэж, металлын цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг. Чийглэг агаарт төмөр нь зэвний сул давхаргаар хучигддаг бөгөөд энэ нь метал руу хүчилтөрөгч, чийг нэвтрэх, түүнийг устгахад саад болохгүй. Зэвэнд байнгын зүйл байхгүй химийн найрлага, ойролцоогоор түүний химийн томъёог Fe 2 O 3 xH 2 O гэж бичиж болно.

Төмрийн (II) нэгдлүүд

Төмрийн (II) исэл FeO нь үндсэн шинж чанартай, суурь Fe (OH) 2 нь үүнтэй тохирч байна. Төмрийн (II) давс нь цайвар ногоон өнгөтэй байдаг. Хадгалах үед ялангуяа чийглэг агаарт төмрийн (III) исэлдэлтийн улмаас бор өнгөтэй болдог. Төмрийн (II) давсны усан уусмалыг хадгалахад ижил процесс явагдана.

Усан уусмал дахь төмрийн (II) давсуудаас хамгийн тогтвортой нь Морын давс - давхар аммони ба төмрийн (II) сульфат (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O юм.

Калийн гексацианоферрат (III) K3 (цусны улаан давс) нь уусмал дахь Fe 2+ ионуудын урвалж болж чаддаг. Fe 2+ ба 3− ионууд харилцан үйлчлэхэд Turnboole цэнхэр тунадас үүснэ.

Учир нь тоон үзүүлэлттөмрийн (II) уусмалд фенантролин Phen-ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь төмөр (II) (хамгийн их гэрэл шингээлт - 520 нм) бүхий улаан нийлмэл FePhen 3 үүсгэдэг рН-ийн өргөн хүрээтэй (4-9).

Төмрийн (III) нэгдлүүд

Уусмал дахь төмрийн (III) нэгдлүүдийг металл төмрөөр багасгадаг.

Төмөр (III) нь хөнгөн цагаан зэрэг дан цэнэглэгдсэн катионуудтай давхар сульфат үүсгэх чадвартай, жишээлбэл, KFe(SO 4) 2 - төмөр-калийн хөнгөн цагаан, (NH 4)Fe(SO 4) 2 - төмөр-аммонийн алим гэх мэт. .

Уусмал дахь төмрийн (III) нэгдлүүдийг чанарын хувьд илрүүлэхийн тулд Fe 3+ ионуудын SCN - тиоцианатын ионуудтай чанарын урвалыг ашигладаг. Fe 3+ ионууд SCN − анионуудтай харилцан үйлчлэхэд тод улаан төмрийн тиоцианатын 2+ , + , Fe(SCN) 3 , - холимог үүснэ. Хольцын найрлага (тиймээс түүний өнгөний эрч хүч) нь янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаардаг тул төмрийн чанарыг нарийн тодорхойлоход энэ аргыг хэрэглэх боломжгүй юм.

Fe 3+ ионуудын өөр нэг өндөр чанарын урвалж бол калийн гексацианоферрат (II) K 4 (шар цусны давс) юм. Fe 3+ ба 4− ионууд харилцан үйлчлэхэд Пруссын цэнхэр өнгийн тод цэнхэр тунадас үүснэ.

Төмрийн (VI) нэгдлүүд

Ферратуудын исэлдүүлэх шинж чанарыг усыг ариутгахад ашигладаг.

VII ба VIII төмрийн нэгдлүүд

Төмрийн (VIII) нэгдлүүдийг цахилгаан химийн аргаар бэлтгэсэн тухай мэдээлэл байдаг. , , , Гэсэн хэдий ч эдгээр үр дүнг баталгаажуулсан бие даасан судалгаа байхгүй байна.

Өргөдөл

Төмрийн хүдэр

Төмөр нь дэлхийн металлургийн үйлдвэрлэлийн 95 хүртэлх хувийг бүрдүүлдэг хамгийн их ашиглагддаг металлын нэг юм.

• Төмөр нь ган, цутгамал төмрийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг - хамгийн чухал бүтцийн материал юм.
• Төмөр нь бусад металл дээр суурилсан хайлшийн нэг хэсэг байж болно - жишээлбэл, никель.
• Соронзон төмрийн исэл (магнетит) нь компьютерийн урт хугацааны санах ойн төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд чухал материал юм: хатуу диск, уян диск гэх мэт.
• Хэт нарийн магнетит нунтаг нь полимер мөхлөгтэй холилдсон олон хар цагаан лазер принтерүүдэд хор болгон ашигладаг. Энэ нь магнетитийн хар өнгө, соронзон дамжуулагч буланд наалддаг чадварыг хоёуланг нь ашигладаг.
• Төмөр дээр суурилсан хэд хэдэн хайлшийн өвөрмөц ферросоронзон шинж чанар нь тэдгээрийг трансформатор, цахилгаан моторын соронзон цөмд зориулж цахилгаан инженерчлэлд өргөнөөр ашиглахад хувь нэмэр оруулдаг.
• Төмөр (III) хлорид (төмрийн хлорид) нь радио сонирхогчдын практикт хэвлэмэл хэлхээний самбарыг сийлэхэд ашигладаг.
• Зэсийн сульфаттай холилдсон төмрийн сульфат гептат (төмрийн сульфат) нь цэцэрлэгжүүлэлт, барилгын ажилд хортой мөөгөнцөртэй тэмцэхэд ашиглагддаг.
• Төмрийг төмөр-никелийн батерей, төмөр-агаарын батерейнд анод болгон ашигладаг.
• Төмрийн болон төмрийн хлоридын усан уусмал, түүнчлэн түүний сульфатыг аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдийн ус цэвэршүүлэхэд байгалийн болон хаягдал усыг цэвэршүүлэх процесст коагулянт болгон ашигладаг.

Төмрийн биологийн ач холбогдол

Амьд организмд төмөр нь хүчилтөрөгчийн солилцоо (амьсгал) үйл явцыг хурдасгадаг чухал ул мөр элемент юм. Насанд хүрсэн хүний ​​​​биед 3.5 грамм төмөр (ойролцоогоор 0.02%) агуулагддаг бөгөөд үүний 78% нь цусан дахь гемоглобины гол идэвхтэй элемент, үлдсэн хэсэг нь бусад эсийн ферментүүдийн нэг хэсэг бөгөөд эсийн амьсгалын үйл явцыг хурдасгадаг. Төмрийн дутагдал нь бие махбодийн өвчин (ургамлын хлороз, амьтны цус багадалт) хэлбэрээр илэрдэг.

Ихэвчлэн төмөр нь гем хэмээх цогцолбор хэлбэрээр ферментүүдэд ордог. Ялангуяа энэ цогцолбор нь цусан дахь хүчилтөрөгчийг хүн, амьтны бүх эрхтэнд хүргэх хамгийн чухал уураг болох гемоглобинд агуулагддаг. Тэр бол цусыг улаан өнгөөр ​​​​буддаг хүн юм.

Гемээс бусад төмрийн цогцолборууд нь жишээлбэл, метаныг метанол болгон исэлдүүлдэг метан монооксигеназа фермент, ДНХ-ийн нийлэгжилтэнд оролцдог рибонуклеотид редуктаза чухал ферментээс олддог.

Органик бус төмрийн нэгдлүүд нь зарим бактериудад агуулагддаг бөгөөд заримдаа тэдгээр нь агаарын азотыг тогтооход ашигладаг.

Төмөр нь амьтан, хүний ​​биед хоол хүнсээр ордог (элэг, мах, өндөг, буурцагт ургамал, талх, үр тариа, манжин хамгийн баялаг). Сонирхолтой нь, бууцайг энэ жагсаалтад нэг удаа андуурч оруулсан байсан (шинжилгээний үр дүнгийн үсгийн алдаанаас болж - аравтын бутархай алдагдсаны дараа "нэмэлт" тэг).

Төмрийн хэт их тун (200 мг ба түүнээс дээш) нь хортой нөлөө үзүүлдэг. Төмрийн тунг хэтрүүлэн хэрэглэх нь биеийн антиоксидант системийг саатуулдаг тул эрүүл хүмүүст төмрийн бэлдмэл хэрэглэхийг зөвлөдөггүй.

Тэмдэглэл

1. Химийн нэвтэрхий толь: 5 боть / Редакцийн зөвлөл: Кнунянц I. L. (ерөнхий редактор). - М.: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг, 1990. - T. 2. - P. 140. - 671 х. - 100,000 хувь.
2. Карапетянц М.Х., Дракин С.И.Ерөнхий ба органик бус хими: Их дээд сургуулиудад зориулсан сурах бичиг. - 4-р хэвлэл, устгасан. - М.: Хими, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, х. 529
3. М.Васмер.Орос хэлний этимологийн толь бичиг. - Ахиц дэвшил. - 1986. - T. 2. - P. 42-43.
4. Трубачев О.Н.Славян этимологи. // Славян хэл шинжлэлийн асуултууд, №2, 1957.
5. Борис В. Słownik etymologicalzny języka polskiego. - Краков: Wydawnictwo Literackie. - 2005. - P. 753-754.
6. Вальде А. Lateinisches etymologisches Wörterbuch. - Карл Винтерийн их сургууль. - 1906. - P. 285.
7. Мэй А.Герман хэлний бүлгийн үндсэн шинж чанарууд. - URSS. - 2010. - P. 141.
8. Матасович Р.Прото-Келтикийн этимологийн толь бичиг. - Брилл. - 2009. - P. 172.
9. Маллори, Ж.П., Адамс, Д.К.Энэтхэг-Европын соёлын нэвтэрхий толь бичиг. - Фицрой-Диарборн. - 1997. - P. 314.
10. "60 Fe хагас задралын шинэ хэмжилт". Физик тойм захидал 103 : 72502. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
11. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra (2003). "NUBASE-ийн цөмийн болон задралын шинж чанарын үнэлгээ." Цөмийн физик А 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
12. Ю.М.Широков, Н.П.Юдин.Цөмийн физик. М.: Наука, 1972. Бүлэг Цөмийн космофизик.
13. Р.Рипан, И.Четиану.Органик бус хими // Металл бус хими = Чимиа металлелор. - Москва: Мир, 1972. - T. 2. - P. 482-483. - 871 х.
14. Алт ба үнэт металл
15. Металлурги, гангийн дулааны боловсруулалт. Ref. ed. 3 боть / Ed. М.Л.Берштейн, А.Г.Рахштадт. - 4-р хэвлэл, шинэчилсэн найруулга. болон нэмэлт T. 2. Дулааны боловсруулалтын үндэс. 2 номонд. Ном 1. М.: Металлурги, 1995. 336 х.
16. Т.Такахаши ба В.А. Бассетт, "Төмрийн өндөр даралтын полиморф" Шинжлэх ухаан, Боть. 145 №3631, 1964 оны 7-р сарын 31, х 483-486.
17. Schilt A. 1,10-фенантролин ба холбогдох нэгдлүүдийн аналитик хэрэглээ. Оксфорд, Пергамон хэвлэл, 1969 он.
18. Лури Ю.Ю. Аналитик химийн гарын авлага. М., Хими, 1989. P. 297.
19. Лури Ю.Ю. Аналитик химийн гарын авлага. М., Хими, 1989, P. 315.
20. Brouwer G. (ред.) Органик бус синтезийн гарын авлага. 5-р боть. М., Мир, 1985. хуудас 1757-1757.
21. Реми Г. Органик бус химийн курс. боть 2. М., Мир, 1966. P. 309.
22. Киселев Ю.М., Копелев Н.С., Спицын В.И., Мартыненко L. I. Октавалент төмөр // Докл. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академи. 1987. Т.292. P.628-631
23. Перфильев Ю.Д., Копелев Н.С., Киселев Ю.М., Спицын В.И. Моссбауэр октавалент төмрийн судалгаа // Докл. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академи. 1987. Т.296. х.1406-1409
24. Копелев Н.С., Киселев Ю.М., Перфилиев Ю.Д. Өндөр исэлдэлтийн төлөвт төмрийн оксокомплексийн Моссбауэр спектроскопи // J. Radioanal. Цөм. Хими. 1992.V.157. R.401-411.
25. "ОХУ-ын хүн амын янз бүрийн бүлгийн эрчим хүч, шим тэжээлийн физиологийн хэрэгцээний норм" MR 2.3.1.2432-08.

Эх сурвалжууд (Түүхийн хэсэг рүү)

• Г.Г. Гиоргадзе."Аниттагийн текст" ба Хитчүүдийн эртний түүхийн зарим асуултууд
• Р.М.Абрамишвили.Зүүн Гүржийн нутаг дэвсгэрт төмрийн хөгжлийн асуудал, VGMG, XXII-B, 1961 он.
• Хахутайшвили Д.А.Эртний Колчийн төмрийн металлургийн түүхийн тухай. Эртний түүхийн асуултууд (Кавказ-Ойрхи Дорнодын цуглуулга, 4-р дугаар). Тбилиси, 1973 он.
• Геродот."Түүх", 1:28.
• Гомер."Илиада", "Одиссей".
• Виргил."Энеид", 3:105.
• Аристотель.“Итгэмээргүй цуу ярианы тухай”, II, 48. ВДИ, 1947, No2, 327-р тал.
• Ломоносов М.В.Металлургийн анхны үндэс суурь.

бас үзнэ үү

• Ангилал:Төмрийн нэгдлүүд

Холбоосууд

• Хүний биед төмрийн дутагдал, илүүдэл үүссэнээс үүсдэг өвчин

Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн систем
																						Fe

Төмөр бол үндсэн бүтцийн материал юм. Металлыг хаа сайгүй ашигладаг - пуужин, шумбагч онгоцноос эхлээд хутганы хэрэгсэл, төмрөөр хийсэн торны чимэглэл хүртэл. Үүнийг байгалийн элемент ихээхэн хэмжээгээр хөнгөвчилдөг. Гэсэн хэдий ч жинхэнэ шалтгаан нь түүний хүч чадал, бат бөх чанар юм.

Энэ нийтлэлд бид төмрийг металл гэж тодорхойлж, түүний физик, химийн ашигтай шинж чанарыг харуулах болно. Төмрийг яагаад хар металл гэж нэрлэдэг, бусад металлаас юугаараа ялгаатай болохыг бид тусад нь хэлье.

Хачирхалтай нь төмрийг металл уу, металл бус уу гэдэг асуулт заримдаа гарч ирдэг. Төмөр бол Д.И.Менделеевийн хүснэгтийн 4-р үеийн 8-р бүлгийн элемент юм. Молекулын жин нь 55.8 бөгөөд энэ нь нэлээд өндөр юм.

Энэ бол мөнгөн саарал өнгөтэй, нэлээд зөөлөн, уян хатан, соронзон шинж чанартай байдаг. Үнэн хэрэгтээ метал нь химийн идэвхтэй, янз бүрийн урвалд ордог тул цэвэр төмөр олдож, маш ховор хэрэглэгддэг.

Энэ видео нь төмөр гэж юу болохыг танд хэлэх болно.

Үзэл баримтлал ба онцлог

Төмрийг ихэвчлэн бага хэмжээний хольцтой хайлш гэж нэрлэдэг - 0.8% хүртэл металлын бараг бүх шинж чанарыг хадгалдаг. Энэ нь тэр ч байтугай энэ сонголтыг өргөнөөр ашигладаггүй, харин ган, цутгамал төмөр юм. Тэд хүдрийн өнгөний ачаар хар металл, төмөр, эсвэл илүү нарийвчлалтай цутгамал төмөр, ган гэсэн нэрийг авсан.

Өнөөдөр төмрийн хайлшийг хар металл гэж нэрлэдэг: ган, цутгамал төмөр, феррит, түүнчлэн манган, заримдаа хром.

Төмөр бол маш түгээмэл элемент юм. Дэлхийн царцдасын агууламжийн хувьд 4-р байранд, хүчилтөрөгчөөс доогуур, мөн. Дэлхийн цөмд төмрийн 86%, зөвхөн 14% нь мантид байдаг. Далайн усанд маш бага бодис агуулагддаг - 0.02 мг/л хүртэл, голын усанд арай илүү - 2 мг/л хүртэл байдаг.

Төмөр бол ердийн металл бөгөөд нэлээд идэвхтэй байдаг. Энэ нь шингэрүүлсэн болон төвлөрсөн хүчилтэй урвалд ордог боловч маш хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын нөлөөн дор төмрийн хүчлийн давс үүсгэж болно. Агаарт төмөр нь оксидын хальсаар бүрхэгдэж, цаашдын урвалаас сэргийлдэг.

Гэсэн хэдий ч чийг байгаа тохиолдолд оксидын хальсны оронд зэв гарч ирдэг бөгөөд энэ нь сул бүтэцтэй тул цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэггүй. Энэ шинж чанар, чийгийн үед зэврэлт нь төмрийн хайлшийн гол сул тал юм. Химийн цэвэр металл нь усанд тэсвэртэй байдаг бол хольц нь зэврэлтийг өдөөдөг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Чухал параметрүүд

Цэвэр металл төмөр нь нэлээд уян хатан, амархан хуурамч, цутгахад хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгчийн жижиг хольц нь түүний хатуулаг, хэврэг байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Энэ чанар нь хүрэл багажийг төмрөөр нүүлгэх шалтгаануудын нэг болжээ.

• Хэрэв бид төмрийн хайлш ба эртний ертөнцөд мэдэгдэж байсан хайлшийг харьцуулж үзвэл зэврэлтэнд тэсвэртэй, тиймээс бат бөх чанараараа хоёулаа илт харагдаж байна. Гэсэн хэдий ч асар их хэмжээ нь цагаан тугалганы уурхайнуудыг шавхахад хүргэсэн. -ээс хамаагүй бага тул өнгөрсөн үеийн төмөрлөгчид солих асуудалтай тулгарч байсан. Мөн төмөр нь хүрэлийг сольсон. Ган гарч ирэхэд сүүлчийнх нь бүрэн орлуулсан: хүрэл нь хатуулаг, уян хатан чанарыг хослуулдаггүй.
• Төмөр нь кобальттай төмрийн гурвалыг үүсгэдэг. Элементүүдийн шинж чанарууд нь гаднах давхаргын ижил бүтэцтэй аналогиас илүү ойрхон, маш ойрхон байдаг. Бүх металууд нь маш сайн механик шинж чанартай байдаг: тэдгээрийг амархан боловсруулж, өнхрүүлж, зурж, хуурамчаар үйлдэж, тамгалж болно. Кобальт нь төмрөөс бага урвалд ордог бөгөөд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр элементүүдийн бага элбэг дэлбэг байдал нь тэдгээрийг төмөр шиг өргөнөөр ашиглах боломжийг олгодоггүй.
• Ашиглалтын талбайн хувьд техник хангамжийн гол "өрсөлдөгч" юм. Гэвч бодит байдал дээр хоёр материал нь огт өөр шинж чанартай байдаг. Энэ нь төмөр шиг бат бөх биш, сугалахад хялбар, хуурамчаар үйлдэх боломжгүй. Нөгөөтэйгүүр, металл нь жингийн хувьд хамаагүй хөнгөн бөгөөд энэ нь бүтцийг илүү хөнгөн болгодог.

Төмрийн цахилгаан дамжуулах чанар нь маш дундаж байдаг бол энэ үзүүлэлт дэх хөнгөн цагаан нь мөнгө, алтны дараа хоёрдугаарт ордог. Төмөр нь ферросоронзон, өөрөөр хэлбэл соронзон орон байхгүй үед соронзлолыг хадгалж, соронзон орон руу татагддаг.

Ийм өөр өөр шинж чанарууд нь огт өөр хэрэглээний талбарт хүргэдэг тул барилгын материал нь маш ховор, жишээлбэл, хөнгөн цагаан профилын хөнгөн байдал нь гангийн бат бөх чанараас ялгаатай тавилга үйлдвэрлэхэд "тэмцдэг".

Төмрийн давуу болон сул талуудыг доор авч үзэх болно.

Давуу болон сул талууд

Бусад бүтцийн металлуудтай харьцуулахад төмрийн гол давуу тал нь түүний элбэг дэлбэг байдал, хайлуулах харьцангуй хялбар байдал юм. Гэхдээ ашигласан төмрийн хэмжээг харгалзан үзвэл энэ нь маш чухал хүчин зүйл юм.

Давуу тал

Металлын давуу тал нь бусад чанарыг агуулдаг.

• Уян хатан чанарыг хадгалахын зэрэгцээ бат бөх, хатуулаг - бид химийн хувьд цэвэр төмрийн тухай биш, харин хайлшийн тухай ярьж байна. Түүгээр ч зогсохгүй эдгээр чанар нь гангийн зэрэг, дулааны боловсруулалтын арга, үйлдвэрлэлийн арга гэх мэт зэргээс шалтгаалан нэлээд ялгаатай байдаг.
• Янз бүрийн ган, феррит нь гүүрний хүрээнээс эхлээд огтлох хэрэгсэл хүртэл ямар ч ажилд зориулж материалыг үүсгэж, сонгох боломжийг олгодог. Маш бага хэмжээний хольц нэмэх замаар тодорхой шинж чанарыг олж авах чадвар нь ер бусын том давуу тал юм.
• Боловсруулахад хялбар байдал нь хамгийн их бүтээгдэхүүнийг авах боломжийг олгодог янз бүрийн төрөл: саваа, хоолой, хэлбэртэй бүтээгдэхүүн, дам нуруу, хуудас төмөр гэх мэт.
• Төмрийн соронзон шинж чанар нь метал нь соронзон хөтчүүдийг үйлдвэрлэх гол материал юм.
• Хайлшийн өртөг нь мэдээжийн хэрэг найрлагаас хамаардаг боловч илүү бат бөх шинж чанартай ч ихэнх өнгөт хайлшаас хамаагүй бага хэвээр байна.
• Төмрийн уян хатан чанар нь материалыг маш өндөр гоёл чимэглэлийн чадвартай болгодог.

Алдаа дутагдал

Төмрийн хайлшийн сул тал нь мэдэгдэхүйц юм.

• Юуны өмнө энэ нь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал хангалтгүй юм. Тусгай төрлийн ган - зэвэрдэггүй ган нь ийм ашигтай чанартай боловч илүү үнэтэй байдаг. Ихэнхдээ металыг бүрээс - металл эсвэл полимер ашиглан хамгаалдаг.
• Төмөр нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах чадвартай тул түүний хайлшаар хийсэн бүтээгдэхүүн нь цахилгаан химийн зэврэлтэнд өртдөг. Багаж хэрэгсэл, машинуудын орон сууц, дамжуулах хоолой нь ямар нэгэн байдлаар хамгаалагдсан байх ёстой - катодын хамгаалалт, тахилын хамгаалалт гэх мэт.
• Металл нь хүнд тул төмөр хийц нь барилгын объект болох барилга, төмөр замын тэрэг, далайн хөлөг онгоцыг ихээхэн хүндрүүлдэг.

Найрлага ба бүтэц

Төмөр нь торны параметр, бүтцээрээ бие биенээсээ ялгаатай 4 өөр өөрчлөлттэй байдаг. Фазууд байгаа эсэх нь хайлуулахад үнэхээр чухал, учир нь энэ нь фазын шилжилт ба тэдгээрийн хайлшийн элементүүдээс хамаарах хамаарал нь энэ дэлхийн металлургийн үйл явцын урсгалыг баталгаажуулдаг. Тиймээс бид дараах үе шатуудын талаар ярьж байна.

• α фаз нь +769 С хүртэл тогтвортой бөгөөд биеийн төвтэй куб тортой. α фаз нь ферросоронзон, өөрөөр хэлбэл соронзон орон байхгүй үед соронзлолыг хадгалдаг. 769С-ийн температур нь металлын Кюри цэг юм.
• β-фаз нь +769 C-аас +917 C хүртэл байдаг. Өөрчлөлтийн бүтэц нь ижил боловч торны параметрүүд нь зарим талаараа ялгаатай байдаг. Үүний зэрэгцээ бараг бүгдээрээ физик шинж чанарсоронзонг эс тооцвол: төмөр парамагнит болдог.
• γ фаз нь +917-аас +1394 С-ийн хооронд харагдана. Энэ нь нүүр төвтэй куб тортой.
• δ фаз нь +1394 С-ээс дээш температурт оршдог ба бие төвтэй куб тортой.

Өндөр даралтын үед, мөн зарим элементүүдтэй допинг хэрэглэсний үр дүнд гарч ирдэг ε-өөрчлөлт бас байдаг. ε үе шат нь нягт савласан зургаан өнцөгт тортой.

Энэ видео нь төмрийн физик, химийн шинж чанарын талаар танд хэлэх болно.

Шинж чанар ба шинж чанарууд

Түүний цэвэр байдлаас ихээхэн хамаардаг. Химийн цэвэр төмрийн болон энгийн техникийн, тэр ч байтугай хайлш гангийн шинж чанарын ялгаа нь маш чухал юм. Ихэвчлэн, Физик шинж чанар 0.8%-ийн хольцтой техникийн төмрийн хувьд өгөгдсөн.

Хортой хольцыг хайлшийн нэмэлтээс ялгах шаардлагатай. Эхнийх нь хүхэр, фосфор, жишээлбэл, хатуулаг, механик эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэхгүйгээр хайлшийг хэврэг болгодог. Ган дахь нүүрстөрөгч нь эдгээр параметрүүдийг нэмэгдүүлдэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь ашигтай бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

• Төмрийн нягт (г/см3) нь фазаас тодорхой хэмжээгээр хамаарна. Тиймээс α-Fe нь 7.87 г/куб нягттай байна. см хэвийн температурт 7.67 г/см. см +600 С. γ-фазын нягт бага - 7.59 г/куб. см, δ-фаз нь бүр бага - 7.409 г / см.
• Бодисын хайлах цэг нь +1539 C. Төмөр нь дунд зэргийн галд тэсвэртэй металл юм.
• Буцлах цэг - +2862 С.
• Хүч чадал, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн төрлийн ачаалалд тэсвэртэй байдал - даралт, хурцадмал байдал, гулзайлгах нь ган, цутгамал төмөр, феррит зэрэг тус бүрээр зохицуулагддаг тул эдгээр үзүүлэлтүүдийн талаар ерөнхийд нь ярихад хэцүү байдаг. Тиймээс өндөр хурдны ган нь 2.5-2.8 ГПа гулзайлтын бат бэхтэй байдаг. Мөн энгийн техникийн төмрийн ижил параметр нь 300 МПа.
• Mohs масштабын хатуулаг нь 4-5 байна. Тусгай ган, химийн цэвэр төмөр нь илүү өндөр үзүүлэлттэй байдаг.
• Тодорхой цахилгаан эсэргүүцэл нь 9.7·10-8 ом·м байна. Төмөр нь зэс, хөнгөн цагаанаас хамаагүй муу гүйдэл дамжуулдаг.
• Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь эдгээр металлынхаас бага бөгөөд фазын найрлагаас хамаарна. 25 С-т 74.04 Вт/(м К), 1500 С-т 31.8 [Вт/(м К)] байна.
• Төмөр нь хэвийн болон өндөр температурт төгс хуурамч байдаг. Цутгамал төмөр, ган цутгаж болно.
• Бодисыг биологийн идэвхгүй гэж нэрлэж болохгүй. Гэсэн хэдий ч түүний хоруу чанар маш бага байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь элементийн үйл ажиллагаатай холбоотой биш, харин хүний ​​бие үүнийг сайн шингээж авах чадваргүйтэй холбоотой: хамгийн ихдээ хүлээн авсан тунгийн 20% байна.

Төмрийг хүрээлэн буй орчны бодис гэж ангилж болохгүй. Гэсэн хэдий ч байгаль орчинд үзүүлэх гол хор хөнөөл нь түүний хог хаягдлаас биш, төмрийг маш хурдан зэврүүлдэг тул үйлдвэрлэлийн хаягдал - шаар, хий ялгаруулдаг.

Үйлдвэрлэл

Төмөр бол маш түгээмэл элемент тул их хэмжээний зардал шаарддаггүй. Ордуудыг ил болон уурхайн аргаар боловсруулдаг. Үнэн хэрэгтээ бүх уурхайн хүдэр төмрийг агуулдаг боловч зөвхөн металлын эзлэх хувь хангалттай их байдаг. Эдгээр нь баялаг хүдэр - 74% хүртэл төмрийн агууламжтай улаан, соронзон, хүрэн төмрийн хүдэр, дундаж агууламжтай хүдэр - жишээлбэл, марказит, 26% -иас багагүй төмрийн агууламжтай бага агуулгатай хүдэр - сидерит.

Баялаг хүдрийг шууд үйлдвэр рүү илгээдэг. Дунд болон бага агуулгатай чулуулаг баяжуулсан.

Төмрийн хайлш үйлдвэрлэх хэд хэдэн арга байдаг. Дүрмээр бол аливаа ган хайлуулах нь цутгамал төмрийн үйлдвэрлэлийг хамардаг. Энэ нь 1600 С-ийн температурт тэсэлгээний зууханд хайлуулж байна цэнэг - бөөгнөрөл, үрэл, зууханд урсгалтай хамт ачиж, халуун агаараар үлээж байна. Энэ тохиолдолд метал хайлж, кокс нь шатдаг бөгөөд энэ нь хүсээгүй хольцыг шатааж, шаарыг ялгах боломжийг олгодог.

Ган үйлдвэрлэхэд ихэвчлэн цагаан цутгамал төмрийг ашигладаг - үүнд нүүрстөрөгч ордог химийн нэгдэлтөмөртэй. Хамгийн түгээмэл 3 арга:

• ил зуух - нүүрстөрөгчийн агууламжийг бууруулах зорилгоор хүдэр, хаягдал нэмсэн хайлсан ширэмийг 2000 С-т хайлуулдаг. Хайлтын төгсгөлд нэмэлт найрлага, хэрэв байгаа бол нэмнэ. Ингэснээр хамгийн өндөр чанартай ган гаргаж авдаг.
• Хүчилтөрөгч хувиргагч нь илүү бүтээмжтэй арга юм. Зууханд цутгамал төмрийн зузааныг 26 кг / кв даралтаар агаараар үлээлгэдэг. гангийн шинж чанарыг сайжруулахын тулд хүчилтөрөгч, агаарын холимог эсвэл цэвэр хүчилтөрөгчийг ашиглаж болно;
• цахилгаан хайлуулах - ихэвчлэн тусгай хайлшин ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цутгамал төмрийг 2200 С-ийн температурт цахилгаан зууханд шатаадаг.

Ганыг мөн шууд аргаар авч болно. Үүний тулд төмрийн агууламж өндөртэй үрэлийг босоо амны зууханд ачиж, 1000 С-ийн температурт устөрөгчөөр цэвэрлэнэ. Сүүлийнх нь завсрын үе шатгүйгээр исэлээс төмрийг бууруулдаг.

Хар төмөрлөгийн үйлдвэрлэлийн онцлогоос шалтгаалан тодорхой төмрийн агууламжтай хүдэр эсвэл бэлэн бүтээгдэхүүн болох цутгамал төмөр, ган, феррит зэргийг зардаг. Тэдний үнэ маш их ялгаатай. 60%-иас дээш элементийн агууламжтай баялаг төмрийн хүдрийн 2016 оны дундаж өртөг нэг тонн нь 50 доллар байна.

Гангийн өртөг нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг бөгөөд энэ нь заримдаа үнийн өсөлт, бууралтыг огт таамаглах аргагүй болгодог. 2016 оны намар хайлуулах үйлдвэрлэлийн зайлшгүй оролцогч коксжих нүүрсний үнэ мөн адил огцом өссөний улмаас холбох хэрэгсэл, халуун, хүйтэн цувисан гангийн үнэ огцом өссөн. 11-р сард Европын компаниуд халуун цувисан ган ороомгийг тонн тутамд 500 еврогоор санал болгодог.

Хэрэглээний талбар

Төмөр, төмрийн хайлшийг ашиглах цар хүрээ асар их. Металл ашигладаггүй газрыг зааж өгөх нь илүү хялбар байдаг.

• Барилга - гүүрний даацын хүрээнээс эхлээд орон сууцанд гоёл чимэглэлийн задгай зуухны хүрээ хүртэлх бүх төрлийн хүрээг гангаар хийх боломжгүй. янз бүрийн сортууд. Барилга угсралтын ажилд холбох хэрэгсэл, саваа, I-цацраг, суваг, өнцөг, хоолой: туйлын бүх хэлбэрийн болон огтлолын бүтээгдэхүүнийг ашигладаг. Энэ нь хуудасны металлд хамаарна: дээврийг үүнээс хийдэг гэх мэт.
• Механик инженерчлэл - хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй байдлын хувьд гантай харьцуулахад маш бага байдаг тул ихэнх машинуудын биеийн хэсгүүд нь гангаар хийгдсэн байдаг. Ялангуяа тоног төхөөрөмж өндөр температур, даралтын нөхцөлд ажиллах ёстой тохиолдолд.
• Багаж хэрэгсэл - хайлшийн элементүүд болон хатуурлын тусламжтайгаар металыг алмаазтай ойролцоо хатуулаг, бат бөх чанарыг өгч болно. Өндөр хурдны ган нь аливаа боловсруулах хэрэгслийн үндэс юм.
• Цахилгааны инженерийн хувьд төмрийн хэрэглээ илүү хязгаарлагдмал байдаг, учир нь хольц нь түүний цахилгаан шинж чанарыг мэдэгдэхүйц дордуулдаг бөгөөд энэ нь аль хэдийн бага байдаг. Гэхдээ цахилгаан тоног төхөөрөмжийн соронзон эд анги үйлдвэрлэхэд металл зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
• Дамжуулах хоолой - ямар ч төрлийн, төрлийн харилцаа холбоог ган, цутгамал төмрөөр хийсэн: халаалт, усан хангамжийн систем, хий дамжуулах хоолой, түүний дотор гол шугам, цахилгаан кабель, газрын тос дамжуулах хоолой гэх мэт. Ийм асар их ачаалал, дотоод даралтыг зөвхөн ган л тэсвэрлэдэг.
• Өрхийн хэрэглээ - ганг хаа сайгүй ашигладаг: холбох хэрэгсэл, хутганы хэрэгсэлээс эхлээд төмөр хаалга, түгжээ хүртэл. Металлын бат бөх чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь түүнийг орлуулшгүй болгодог.

Төмөр ба түүний хайлш нь хүч чадал, бат бөх чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хослуулдаг. Үүнээс гадна металлыг үйлдвэрлэхэд харьцангуй хямд байдаг нь орчин үеийн үндэсний эдийн засагт зайлшгүй шаардлагатай материал болдог.

Энэ видео нь өнгөт болон хүнд хар металл бүхий төмрийн хайлшийн талаар танд хэлэх болно.

Хүний биед 5 г орчим төмөр агуулагддаг бөгөөд ихэнх нь (70%) нь цусан дахь гемоглобины нэг хэсэг юм.

Физик шинж чанар

Чөлөөт төлөвт төмөр нь саарал өнгөтэй мөнгөлөг цагаан металл юм. Цэвэр төмөр нь уян хатан, ферросоронзон шинж чанартай байдаг. Практикт төмрийн хайлш - цутгамал төмөр, ган - ихэвчлэн ашиглагддаг.

Fe бол VIII бүлгийн есөн d-металын хамгийн чухал бөгөөд элбэг байдаг элемент юм. Кобальт, никельтэй хамт "төмрийн гэр бүл" -ийг бүрдүүлдэг.

Бусад элементүүдтэй нэгдлүүд үүсгэх үед ихэвчлэн 2 эсвэл 3 электрон (B = II, III) ашигладаг.

Төмөр нь VIII бүлгийн бараг бүх d-элементүүдийн нэгэн адил бүлгийн дугаартай тэнцэх өндөр валентыг харуулдаггүй. Түүний хамгийн их валент нь VI хүрдэг бөгөөд маш ховор тохиолддог.

Хамгийн ердийн нэгдлүүд бол Fe атомууд нь +2 ба +3 исэлдэлтийн төлөвт байдаг нэгдлүүд юм.

Төмөр авах арга

1. Техникийн төмрийг (нүүрстөрөгч болон бусад хольцтой хайлш) дараахь схемийн дагуу түүний байгалийн нэгдлүүдийг карботермик аргаар ангижруулж авна.

Сэргээх нь 3 үе шаттайгаар аажмаар явагддаг.

1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2

3) FeO + CO = Fe + CO 2

Энэ процессын үр дүнд үүссэн цутгамал төмөр нь 2% -иас илүү нүүрстөрөгч агуулдаг. Дараа нь цутгамал төмрийг ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг - 1.5% -иас бага нүүрстөрөгч агуулсан төмрийн хайлш.

2. Маш цэвэр төмрийг дараах аргуудын аль нэгээр авдаг.

a) Fe пентакарбонилын задрал

Fe(CO) 5 = Fe + 5СО

б) цэвэр FeO-ийг устөрөгчөөр бууруулах

FeO + H 2 = Fe + H 2 O

в) Fe +2 давсны усан уусмалын электролиз

FeC 2 O 4 = Fe + 2CO 2

төмөр (II) оксалат

Химийн шинж чанар

Fe бол дунд зэргийн идэвхтэй металл бөгөөд металлын ерөнхий шинж чанарыг харуулдаг.

Өвөрмөц онцлог нь чийглэг агаарт "зэврэх" чадвар юм.

Хуурай агаартай чийг байхгүй үед төмөр нь зөвхөн T> 150 ° C-д мэдэгдэхүйц урвалд орж эхэлдэг; шохойжуулахад "төмрийн масштаб" Fe 3 O 4 үүсдэг.

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Хүчилтөрөгч байхгүй үед төмөр усанд уусдаггүй. Маш өндөр температурт Fe нь усны ууртай урвалд орж, усны молекулуудаас устөрөгчийг зайлуулдаг.

3 Fe + 4H 2 O(g) = 4H 2

Зэврэх механизм нь цахилгаан химийн зэврэлт юм. Зэвэрсэн бүтээгдэхүүнийг хялбаршуулсан хэлбэрээр танилцуулсан. Үнэн хэрэгтээ хувьсах найрлагатай исэл ба гидроксидын хольцын сул давхарга үүсдэг. Al 2 O 3 хальснаас ялгаатай нь энэ давхарга нь төмрийг цаашид устгахаас хамгаалдаггүй.

Зэврэлтийн төрлүүд

Төмрийг зэврэлтээс хамгаалах

1. Өндөр температурт галоген ба хүхэртэй харилцан үйлчлэх.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 = FeI 2

Ионы төрлийн холбоо давамгайлсан нэгдлүүд үүсдэг.

2. Фосфор, нүүрстөрөгч, цахиуртай харилцан үйлчлэх (төмөр нь N2 ба Н2-тэй шууд нийлдэггүй, харин тэдгээрийг уусгадаг).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Бертоллид гэх мэт хувьсах найрлагатай бодисууд үүсдэг (нэгдлүүдэд бондын ковалент шинж чанар давамгайлдаг)

3. "Исэлдүүлэхгүй" хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэл (HCl, H 2 SO 4 dil.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Fe нь устөрөгчийн зүүн талд байрлах үйл ажиллагааны цувралд (E° Fe/Fe 2+ = -0.44 В) байрладаг тул энгийн хүчлээс H 2-ыг нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

4. "Исэлдүүлэгч" хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэл (HNO 3, H 2 SO 4 конц.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Баяжуулсан HNO 3 ба H 2 SO 4 нь төмрийг "идэвхгүй" болгодог тул энгийн температурт метал нь уусдаггүй. Хүчтэй халах үед удаан уусдаг (H 2-ыг ялгаруулахгүйгээр).

хэсэгт HNO3 төмөр уусч, Fe 3+ катион хэлбэрээр уусмалд орж, хүчиллэг анион нь NO* болж буурдаг.

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

HCl ба HNO 3-ийн холимогт маш сайн уусдаг

5. Шүлттэй харьцах харьцаа

Fe нь шүлтийн усан уусмалд уусдаггүй. Энэ нь зөвхөн маш өндөр температурт хайлсан шүлттэй урвалд ордог.

6. Идэвхгүй металлын давстай харилцан үйлчлэх

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Хийн нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн урвал (t = 200 ° C, P)

Fe (нунтаг) + 5CO (г) = Fe 0 (CO) 5 төмөр пентакарбонил

Fe(III) нэгдлүүд

Fe 2 O 3 - төмрийн (III) исэл.

Улаан хүрэн нунтаг, n. Р. in H 2 O. Байгальд - “улаан төмрийн хүдэр”.

Хүлээн авах аргууд:

1) төмрийн (III) гидроксидын задрал

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2) пиритээр галлах

4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) нитратын задрал

Химийн шинж чанар

Fe 2 O 3 нь амфотерийн шинж тэмдэг бүхий үндсэн исэл юм.

I. Үндсэн шинж чанарууд нь хүчилтэй урвалд орох чадвараар илэрдэг.

Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZH 2 O

Fe 2 O 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Сул хүчиллэг шинж чанар. Fe 2 O 3 нь шүлтийн усан уусмалд уусдаггүй боловч хатуу исэл, шүлт, карбонатуудтай холилдоход феррит үүсдэг.

Fe 2 O 3 + CaO = Ca(FeO 2) 2

Fe 2 O 3 + 2NaOH = 2NaFeO 2 + H 2 O

Fe 2 O 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - металлургийн төмрийн үйлдвэрлэлийн түүхий эд:

Fe 2 O 3 + ZS = 2Fe + ZSO эсвэл Fe 2 O 3 + ZSO = 2Fe + ZSO 2

Fe(OH) 3 - төмрийн (III) гидроксид

Хүлээн авах аргууд:

дээр шүлтийн үйлчлэлээр олж авсан уусдаг давсууд Fe3+:

FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 + 3NaCl

Бэлтгэх үед Fe(OH) 3 нь улаан хүрэн салст-аморф хурдас юм.

Fe (III) гидроксид нь чийглэг агаарт Fe ба Fe (OH) 2-ийн исэлдэлтийн явцад үүсдэг.

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3

4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Fe (III) гидроксид нь Fe 3+ давсны гидролизийн эцсийн бүтээгдэхүүн юм.

Химийн шинж чанар

Fe(OH) 3 нь маш сул суурь (Fe(OH) 2-ээс хамаагүй сул). Мэдэгдэхүйц хүчиллэг шинж чанарыг харуулдаг. Тиймээс Fe(OH) 3 нь амфотер шинж чанартай:

1) хүчилтэй урвалд орох нь амархан:

2) Fe(OH) 3-ийн шинэ тунадас халуунд уусдаг. гидроксо комплекс үүсэх KOH эсвэл NaOH-ийн уусмалууд:

Fe(OH) 3 + 3KOH = K 3

Шүлтлэг уусмалд Fe(OH) 3-ыг феррат болгон исэлдүүлж болно (чөлөөт төлөвт ялгардаггүй төмрийн хүчлийн H 2 FeO 4 давс):

2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

Fe 3+ давс

Хамгийн чухал нь: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - шар цусны давс = Fe 4 3 Прусс хөх (хар хөх тунадас)

б) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 тиоцианат Fe(III) (цусны улаан уусмал)