Żelazo

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy pierwiastka. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.
Mn - Fe - Co
 
Fe
Ru  
 
 
Fe-TableImage.png
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.* Żelazo, Fe, 26
Własności metaliczne metal przejściowy
Grupa, okres, blok 8 (VIIIB), 4, d
Gęstość, twardość 7874 kg/m³, 4
Wygląd Eisen 1.jpg
Kolor srebrzystobiały
Własności atomowe
Masa atomowa 55,845 u
Promień atomowy (obl.) 140 (156) pm
Promień kowalencyjny 125 pm
Promień van der Waalsa bd
Konfiguracja elektronowa [Ar]3d64s²
e- na poziom energetyczny 2, 8, 14, 2
Stopień utlenienia 2, 3, 4, 6
Własności kwasowe tlenków amfoteryczne
Struktura krystaliczna regularna przestrzennie
centrowana
Własności fizyczne
Stan skupienia stały
Temperatura topnienia 1808 K
(1535 °C)
Temperatura wrzenia 3023 K
(2750 °C)
Temperatura Curie 1041 K
(768 °C)
Objętość molowa 7,09×10-6 m³/mol
Ciepło parowania 349,6 kJ/mol
Ciepło topnienia 13,8 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej 7,05 Pa (1808 K)
Prędkość dźwięku 4910 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane
Elektroujemność 1,83 (Pauling)
1,64 (Allred)
Ciepło właściwe 440 J/(kg*K)
Przewodność właściwa 9,93×106 S/m
Przewodność cieplna 80,2 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny 762,5 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny 1561,9 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny 2957 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny 5290 kJ/mol

Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r.
54Fe 5,8% stabilny izotop z 28 neutronami
55Fe {syn.} 2,73 lat w.e. 0,231 55Mn
56Fe 91,72% stabilny izotop z 30 neutronami
57Fe 2,2% stabilny izotop z 31 neutronami
58Fe 0,28% stabilny izotop z 32 neutronami
59Fe {syn.} 44,503 dni β- 1,565 59Co
60Fe {syn.} 1,5×106 lat β- 3,978 60Co

Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej,
użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów:
l.a.=liczba atomowa
wyst.=występowanie w przyrodzie,
o.p.r.=okres połowicznego rozpadu,
s.r.=sposób rozpadu,
e.r.=energia rozpadu,
p.r.=produkt rozpadu,
w.e.=wychwyt elektronu
Żelazo

Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej.

Posiada 25 izotopów z przedziału mas 45–69. Trwałe są izotopy 54, 56, 57 i 58. Najwięcej jest izotopu 56 (92%).

Spis treści

[edytuj] Występowanie w skorupie ziemskiej

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości ok. 6% w minerałach takich jak np.:

W wydobyciu rud żelaza w 2003 roku, wynoszącym ogółem ok. 1 mld ton, przodowały: Chiny (240 mln ton), Brazylia (215 mln ton), Australia (ok. 190 mln ton), Rosja (90 mln ton) i Indie (80 mln ton).

W Polsce zasobów żelaza w okolicach Suwałk nie wydobywa się w związku z groźbą zaistnienia katastrofy ekologicznej oraz z uwagi na głębokie położenie złóż[1]

Żelazo znane było już cywilizacjom starożytnym.

Oprócz minerałów, duże znaczenie technologiczne mają karbonylkowe kompleksy żelaza, które otrzymuje się z chlorków żelaza i które są katalizatorami licznych reakcji organicznych. Żółty chlorek żelaza(II) o kwaskowym smaku, jest podawany przy niedokrwistości.

[edytuj] Znaczenie biologiczne żelaza

Pierwiastek ten jest mikroelementem. Znajduje się w wielu ważnych białkach: hemoglobinie, mioglobinie, w tym też w centrach aktywnych licznych enzymów takich jak: katalaza, peroksydazy oraz cytochromy. Ponieważ zapotrzebowanie na żelazo jest zmienne i zależy od wieku, płci i stanu organizmu, norma dobowego spożycia waha się w dość dużych granicach. U osób dorosłych: od 10 mg/dobę u mężczyzn, do 20 mg u kobiet, z zastrzeżeniem że w okresie ciąży i karmienia powinno to być ok. 30 mg/dobę. Chociaż organizm ma dość dobrze rozwinięte mechanizmy regulacyjne, w niektórych sytuacjach może dojść do schorzenia nazywanego hemochromatozą, związanego z nadmiarem żelaza w organizmie. Duże ilości soli żelaza(II) są toksyczne. Sole żelaza(III-VI) są nieszkodliwe, ponieważ się nie wchłaniają.

Prawidłowe stężenie żelaza w surowicy krwi[2]:

  • wartość średnia
    • mężczyźni 21,8 μmol/L, 120 μg/dL
    • kobiety 18,5 μmol/L, 100 μg/dL
  • wartość skrajna
    • mężczyźni 17,7 - 35,9 μmol/L, 90 - 200 μg/dL
    • kobiety 11,1 - 30,1 μmol/L, 60 - 170 μg/dL

Żelazo wchłania się w dwunastnicy i jelicie cienkim w postaci Fe2+. Po wchłonięciu wiązane jest przez apoferrytynę w błonie śluzowej przewodu pokarmowego. Powstaje ferrytyna, a żelazo znajduje się wtedy na +3 stopniu utlenienia. We krwi transportowane jest przez transferynę. Magazynowane jest w wątrobie również w postaci ferrytyny.

Niedobór spotyka się w stanach zwiększonego zapotrzebowania, zaburzeń wchłaniania lub zwiększonej utraty żelaza. W takim przypadku może wystąpić niedokrwistość. Należy wprowadzić suplementację preparatami żelaza. Powinno się stosować ją m.in: u osób po zabiegach operacyjnych z dużą utratą krwi, u osób z krwawieniami z przewodu pokarmowego, z dróg rodnych, kobiet ciężarnych, karmiących, przy obfitych menstruacjach, u wcześniaków, u dzieci po konflikcie serologicznym, u osób z zaburzeniami wchłaniania żelaza.

[edytuj] Znaczenie w botanice

Niedobór żelaza u roślin powoduje zakłócenia przebiegu fotosyntezy i chlorozę młodych liści.

[edytuj] Formy występowania

Czyste żelazo jest lśniącym, srebrzystym i miękkim metalem, który ulega pasywacji. Domieszka krzemu bądź węgla, związana z procesem otrzymywania metalu z rud żelaza, zwiększa głębokość i prędkość korozji. Od wieków jest stosowane w formie stopów z węglem zwanym żeliwem i stalą oraz stopów z manganem, chromem, molibdenem, wanadem i wieloma innymi (są to tzw. stale stopowe).

Żelazo występuje w czterech odmianach alotropowych[3]:

  • żelazo α (ferryt) - trwałe do temperatury Curie (768 °C), ferromagnetyk, sieć krystaliczna: układ regularny wewnętrznie centrowany (bcc) typu A2 (komórka elementarna 2,86 Å)
  • żelazo β - trwałe w zakresie 768–910 °C, paramagnetyk, sieć krystaliczna: bcc typu A2 (2,90 Å)
  • żelazo γ - trwałe w zakresie 910–1 400 °C, sieć krystaliczna: układ regularny ściennie centrowany (fcc) typu A1 (3,64 Å)
  • żelazo δ - trwałe od 1 400 do 1 535 °C (temperatura topnienia), sieć krystaliczna: bcc typu A2 (2,93 Å)

Przypisy

  1. ↑ Państwowy Instytut Geologiczny, Rudy żelaza, tytanu i wanadu, http://www.pgi.gov.pl/surowce_mineralne/zelazo.htm
  2. ↑ "Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej" pod red. prof. dr. hab. med. Władysława Z. Traczyka, prof. dr. hab. med. Andrzeja Trzebskiego; Wyd. III zmienione i uzupełnione.
  3. ↑ Włodzimierz Trzebiatowski Chemia nieorganiczna, wyd. VIII, ss. 566–567, PWN, Warszawa 1978

[edytuj] Zobacz też

Commons-logo.svg
Zobacz zbiór multimediów na Wikimedia Commons:
Żelazo
Wikisłownik
Zobacz hasło żelazo w Wikisłowniku


Źródło „http://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%BBelazo”
W innych językach