Ciklus željeza u prirodi. Željezne bakterije. Vađenje i primjena željeza

Što je ovo - željezo, odakle dolazi i kako?to je minirano? Ovaj koristan metal ima mnoge primjene. Kemijski element igra važnu ulogu u svjetskoj industriji, a cirkulacija željeza u prirodi igra važnu ulogu u životu planeta.

Što je željezo?

Željezo je metalni element,što je vrlo kemijski reaktivno, osobito kada interakcionira s kisikom. Ovo je jedan od najčešćih elemenata na Zemlji iu svemiru. Atomi željeza sadrže 26 protona u njihovim jezgrama. Kemijski simbol - Fe (ferum) potječe od latinskog imena ferum. U svom čistom obliku, to je mekan i krhki metal, koji se pojačava nečistoćama. U kombinaciji s ugljikom proizvodi se čelik koji proizvodi više od 98% danas proizvedene željezne rude.

Svi atomi željeza u svemiru su formirani ujezgre zvijezda u završnoj fazi fuzije, a potom su puštene u svemir zvjezdanim eksplozijama. Ovo je četvrti najveći element zemljane kore nakon silicija, kisika i aluminija. Što je željezo? To je najčešći element koji čini naš planet, iako je najveći dio mase mnogo niži od površine - u jezgri Zemlje. To je prisutan u gotovo svim stijenama kora i plašta kao kemijska komponenta stotina različitih minerala.

Željezna ruda

U svom čistom obliku, ovaj metal je rijedak. Neki meteoriti sadrže elementarno željezo. Ovaj element kemijski reagira s kisikom i vodom kako bi proizveo minerale koji sadrže željezo. Bilo koji kamen koji sadrži dovoljnu količinu ovog metala, miniran u gospodarske svrhe, zove se željezna ruda. Najčešći minerali su:

• željezni oksid (formula Fe₂O₃), koja nastaje pod utjecajem kisika;
• hidratirani željezni oksid, koji nastaje reakcijom u vodi.

Najvažnije su željezne rudeminerali željeznog oksida koji se nazivaju hematit i magnetit. Visoka koncentracija Fe čini ih najpoželjnijim u industriji. Proizvodnja željeza odvija se na najvećim rudnim nalazištima. Najčešće su to formacije koje su drevne sedimentne stijene. Sadrže slojeve minerala željeznog oksida (formula Fe₂O₃) debljine do nekoliko centimetara.

Gdje mogu naći željezo?

Na sobnoj temperaturi jekrutina. To je sjajni sivi metal koji će hrđati s vremenom kada je izložen vlažnom zraku. Kombinira se s mnogim drugim metalima u obliku legura. Opseg željeza je prilično opsežan. Kada se kombinira s ugljikom, dobiva se čelik. Također se može kombinirati s drugim metalima, kao što su nikal, krom i volfram. Ove legure su vrlo izdržljive i mogu se koristiti za proizvodnju mostova i zgrada.

Željezo je vrlo drevni elementkoristi se na Zemlji dugo vremena. Predmeti iz njega pronađeni su u drevnom Egiptu. Postojalo je čak i cijelo razdoblje (1200-500 godina prije Krista), nazvano po njemu, željezno doba, kada je korišteno za izradu alata i oružja. Da biste pronašli ovaj koristan metal, morate ga potražiti duboko u podzemlju. Nalazi se iu zemljinoj kori iu jezgri Zemlje. Ima više željeza na Zemlji od bilo kojeg drugog metala. Taj se element može naći na drugim planetima, uključujući jezgru Jupitera i Saturna, kao i crvenu prašnu površinu Marsa (to je u vezi s time da se zove Crveni planet).

Zemljin ciklus željeza u prirodi

Железо (Fe) следует за геохимическим циклом, как i mnoge druge hranjive tvari. Obično se oslobađa u tlo ili oceana zbog vremenskih utjecaja stijena ili vulkanskih erupcija. U zemaljskom ekosustavu biljke najprije apsorbiraju željezo kroz korijenje iz tla. Ovo je izuzetno važna hranjiva tvar koja se kreće između živih organizama i geosfere.

Željezo je važna ograničavajuća hranjiva tvar.tvari za biljke koje ga koriste za proizvodnju klorofila. Fotosinteza ovisi o adekvatnoj opskrbi ovog metala. Biljke ga asimiliraju iz tla do korijena. Životinje konzumiraju biljke i koriste ga za proizvodnju hemoglobina. Kada umru, razgrađuju se i bakterije vraćaju metal u tlo.

Morski ciklus željeza

Morski promet željeza u prirodi je vrlo sličan.u ciklusu zemlje. Taj se proces događa zbog vitalne aktivnosti određenih mikroorganizama, koji oksidiraju metal do hidroksida i proizvode ugljik iz ugljičnog dioksida. Željezne bakterije u rijeci, moru ili bilo kojem drugom vodenom tijelu izvlače energiju za svoj životni ciklus, a nakon završetka se talože u tlu u obliku močvarne rude.

Uloga željeza u oceanskim ekosustavima je takođerznatna. Glavni proizvođači koji apsorbiraju taj metal obično su fitoplankton ili cijanobakterije. Potom potrošači apsorbiraju željezo kada jedu te bakterije. Kruženje željeza u prirodi je izuzetno složen proces. To ovisi o mnogim srodnim čimbenicima: kemijskim reakcijama, stanišnim tipovima i mikrobnim skupinama. Sve to povezuje s drugim, jednako važnim biogeokemijskim ciklusima Zemlje.

Opće značajke

Željezo u obliku raznih kombiniranih rudajedan je od najčešćih elemenata koji čine oko 5% kore. Najvažniji minerali koji sadrže željezo su oksidi i sulfidi (hematit, magnetit, getit, pirit, markazit). Ovaj metal je također prisutan u meteoritima, na drugim planetima i na suncu. Željezo se nalazi u morskoj i slatkoj vodi.

Zanimljive činjenice

Evo nekoliko zanimljivih činjenica o ovom naizgled jednostavnom kemijskom elementu:

• Željezo je najvažniji sastavni dio za ishranu biljaka, koji pomaže u transportu kisika u krvi i time podržava život na Zemlji.
• Ovo je krhka krutina, klasificirana kao metal u skupini 8 u periodičnoj tablici elemenata. Ona u čistom obliku brzo korodi od izlaganja vlažnom zraku i visokim temperaturama.
• Ovo je četvrti najčešći element zemljane kore po težini, a najveći dio jezgre Zemlje vjeruje se da se sastoji od željeza.
• Većina se koristi za proizvodnju čelika - legure željeza i ugljika, koji se, pak, koristi u proizvodnji i gradnji, na primjer za proizvodnju armiranog betona.
• Nehrđajući čelik s najmanje 10,5% kroma vrlo je otporan na koroziju. Koristi se u kuhinjskim noževima i posuđima, kao što su posude od nehrđajućeg čelika.
• Dodavanje drugih elemenata može dati čeliku nove korisne osobine. Na primjer, nikal povećava trajnost legure i čini ga otpornijim na toplinu i kiseline.

Kratki podaci o elementu Fe

• Broj protona u jezgri: 26.
• Atomski simbol: Fe.
• Prosječna težina atoma: 55.845 g / mol.
• Gustoća: 7.874 grama po kubičnom centimetru.
• Faza na sobnoj temperaturi: kruta.
• Talište: 1538 ° C ⁰S.
• Vrelište: 2861 ⁰S.
• Broj izotopa: 33.
• Stabilni izotopi: 4.

Ključne aplikacije

Željezo se koristi u mnogim sektorima, kao što su elektronika, proizvodnja, automobilska industrija i graditeljstvo. Sljedeće su područja upotrebe željeza:

• Kao primarna komponenta željeznih metala, legura i čelika.
• Legura koja koristi ugljik, nikal, krom i razne druge elemente za proizvodnju željeza ili čelika.
• U magnetima.
• U gotovim metalnim proizvodima.
• U industrijskoj opremi.
• U transportnoj opremi.
• U alatima.
• U igračkama i sportskim proizvodima.

Željezo čini 5% zemljine kore i jestjedan od najčešćih i najčešće korištenih metala. Ovaj se element nalazi iu mesu, krumpiru i povrću te je važan za životinje i ljude. Sastavni je dio hemoglobina. Metal je sivkastog izgleda i vrlo rastezljiv i savitljiv. Lako se otapa u razrijeđenim kiselinama i kemijski je aktivan. Glavna područja rudarstva željeza su Kina, Australija, Brazil, Rusija i Ukrajina.